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CAPÍTULO I – EVOLUÇÃO HISTÓRICA E PLANO

NACIONAL DE VIAÇÃO

1. RESUMO HISTÓRICO SOBRE TRANSPORTES

1.1. Transportes Terrestres

O primeiro meio de transporte utilizado pelo homem para movimentar suas cargas

foi, sem dúvida, seu próprio corpo, recorrendo ao seu esforço físico para carregar os bens que

necessitava, seja diretamente pendente nos seus braços, à cabeça ou às costas. Posteriormente,

verificando a maior capacidade física dos animais, passou a utilizá-los, domesticando-os. Em

seguida, o homem deve ter verificado que por arrasto conseguiria, com o mesmo esforço

físico, transportar uma carga maior.

A descoberta da roda e sua aplicação aos veículos vieram reduzir ainda mais o

esforço de tração, aumentando ao mesmo tempo a velocidade de transporte. Os primeiros

veículos com roda que se tem conhecimento foram usados na Mesopotâmia, cerca de 4.000

a.C., e seus vestígios foram encontrados nas escavações das antigas cidades pré-históricas da

região.

Durante muito tempo prevaleceu o veículo com tração animal, com

aperfeiçoamentos dependentes dos progressos tecnológicos. Para melhorar o rolamento dos

veículos e garantir o seu deslocamento em qualquer situação, houve necessidade de preparo da

superfície do solo, o que fez surgirem os primeiros caminhos e as primeiras vias

especializadas.

Os romanos construíram uma grande rede de estradas pavimentadas para atender

objetivos bélicos e aperfeiçoaram os veículos, tornando-os mais robustos para resistir às

longas viagens.

Com o fim do Império Romano (século III D.C.), cada região procurou isolar-se, e

as grandes vias que haviam sido construídas ficaram abandonadas durante toda a Idade Média

e até o século XVII, quando foram retomadas as atividades de construção. Criou-se na França

uma rede de estradas onde era empregada pedra britada, e a seguir surgiu a preocupação de se

retirar a água do leito das vias.

Apenas no século XVIII, com os escoceses Thomas Telford e John Mac Adam, é

que surgiu uma forma mais científica de construir e conservar os caminhos.

Em 1814, Georges Stephenson construiu a primeira locomotiva para transporte de

carvão, e o século XIX é marcado pelo grande progresso do transporte ferroviário, sendo a

primeira ferrovia inaugurada na Inglaterra em 1825, ligando Stokton a Darlington, com 25 km

de percurso. No Brasil, a primeira ferrovia data de 1854 (Estrada de Ferro Barão de Mauá),

que ligava o antigo Porto de Mauá (no fundo da Baía de Guanabara) a então Raiz da Serra

(hoje Inhomirim), com 16 km de extensão.

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Em 1885, os primeiros veículos autopropulsados por motores a explosão,

aperfeiçoados por Daimler e Benz, faziam sua aparição na Europa, porém com sua utilização

possível apenas para as classes mais abastadas. Ferreira Neto (1974) cita que um desses

veículos chegou ao Brasil em 1893, importado por um tio do inventor Santos Dumont, para

circular pelas ruas de São Paulo. Já no Rio de Janeiro, o primeiro veículo a motor a transitar

por suas avenidas surgiu em 1900 e pertencia a José do Patrocínio.

No entanto, o fato de maior destaque nesse período foi o lançamento, em 1909, do

automóvel modelo “T”, criado por Henry Ford nos Estados Unidos, associado à criação de um

sistema de produção em massa, em linhas de montagem contínua, reduzindo substancialmente

o custo e o tempo de fabricação desses veículos e, conseqüentemente, popularizando sua

aquisição.

Em 1926, Washington Luís assumiu o cargo de Presidente da República e iniciou

uma série de ações que assinalaram o ressurgimento do interesse da administração pública

federal por rodovias, sob o lema por ele lançado “Governar É Abrir Estradas”. Assim, ainda

em 1926 ele consegue a aprovação pelo Congresso da criação do Fundo Especial para

Construção e Conservação de Estradas de Rodagem Federais, promulgada pelo Decreto n.º

5.141, de 5 de janeiro de 1927, o qual estabelecia a cobrança de um adicional de 60 réis por

quilo de gasolina, e de 20% sobre o imposto de consumo cobrado em todos os veículos a

motor, seus acessórios e peças de reposição, que serviriam para compor o Fundo em questão.

Com os recursos desse Fundo, foi imediatamente atacada a construção da primeira

rodovia asfaltada no Brasil, ligando o Rio de Janeiro à cidade de Petrópolis, cuja inauguração

aconteceu em 1928, e que futuramente seria batizada com o nome de Rodovia Washington

Luís. No mesmo ano também foi inaugurada a Estrada Rio – São Paulo, aproveitando ao

máximo o que existia do caminho antigo e utilizando cimento na pavimentação da subida da

serra, e asfalto nos pontos de maior tráfego, ficando, porém, 80% de sua extensão com

revestimento primário.

O aumento progressivo da frota nacional de automóveis, distribuída por todo País,

implicou na criação, pelo Governo, de um órgão dentro da estrutura do Ministério de Viação e

Obras Públicas para cuidar especificamente das rodovias. Assim, através da Lei n.º 467, de 31

de julho de 1937, foi constituído o Departamento Nacional de Estradas de Rodagem – DNER.

A grande velocidade de expansão das rodovias coincide com o declínio do

transporte ferroviário. A constante existência de déficits operacionais, crescentes ano a ano,

requeria a presença da União para providenciar o saneamento da vida financeira das empresas

ferroviárias da época, cuja maioria era de iniciativa privada, de modo a possibilitar o

melhoramento das condições das várias estradas.

Assim, pouco a pouco a participação do Governo Central na administração das

linhas férreas foi se ampliando, acelerando-se esse movimento em dois momentos específicos:

em 1949, quando a E.F. Leopoldina foi transferida para a União, além de outras ferrovias de

propriedade dos Estados; e, em 1953, com um acentuado decréscimo da participação das

concessionárias e arrendatárias.

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Cabe registrar que a incorporação, pela União, da E.F. Leopoldina foi uma decisão

que causou muita polêmica à época, visto que foi resultado de negociação entre Brasil e

Inglaterra para quitação de saldos do período da 2.a Guerra Mundial, existentes junto àquele

país. Os órgãos responsáveis brasileiros ainda tentaram, sem grandes resultados, obter do

Governo inglês materiais para promover o reequipamento de nossas ferrovias, mas, para

recuperar o crédito em questão, acabaram por adquirir as empresas ferroviárias inglesas que

aqui ainda operavam e cujos respectivos trechos se encontravam em estado precário de

conservação.

Com o objetivo de dar uma estrutura orgânica de caráter moderno e empresarial ao

setor ferroviário, através da Lei n.o 3.115, de 16 de março de 1957 foi promovida a unificação

da administração de todas as estradas de ferro de propriedade da União em uma só

organização, criando-se a Rede Ferroviária Federal S/A – RFFSA, com caráter de sociedade

anônima, mas tendo como seus acionistas o próprio Governo Federal, com 87,2% das ações,

os vários governos estaduais, com 10,2%, e municípios atravessados pelas ferrovias, com

2,6%. Inicialmente, havia-se imaginado uma empresa rentável, com possibilidade de

participação de capitais privados nacionais, até o limite de 20% do capital total. Porém, essa

configuração jamais chegou a ser implantada. Ficaram fora dessa organização as 7 ferrovias

sob controle do Governo de São Paulo e as que haviam sido construídas com fins específicos

de transporte de minérios para exportação, de propriedade das empresas mineradoras, como a

E.F. Vitória a Minas.

Foram incorporadas à RFFSA 18 das 22 ferrovias que estavam sob controle do

Governo Federal. Doze delas eram diretamente ligadas ao Departamento Nacional de Estradas

de Ferro - DNEF, quatro eram autarquias e duas estavam sob regime de administração

especial. O objetivo era o de se estabelecer naquela empresa, com delegação da União, o

mandato de sanear as perdas financeiras responsáveis por perto de 90% do déficit público

brasileiro da época, acumuladas pelas ferrovias sob administração pública.

Por outro lado, em 1957 mais dois acontecimentos impulsionaram o transporte

rodoviário no Brasil, quais sejam a implantação da indústria automobilística, com produção

em grande escala por organizações nacionais, com componentes nacionais e empregando

matérias-primas nacionais, na sua maior parte, e a decisão do então Presidente da República

Jucelino Kubitscheck em iniciar a construção da Nova Capital no Planalto Central, prevista na

Constituição vigente.

O período de 1956 a 1960 pode ser considerado como o de consolidação do

sistema rodoviário nacional, com as rodovias assumindo papel preponderante no

deslocamento dos fluxos de média a longa distância face às suas vantagens em relação aos

sistemas ferroviário e de navegação de cabotagem, incapazes de atender às novas correntes de

tráfego e às exigências de rapidez e regularidade.

A participação ferroviária na matriz de transportes do País foi decrescendo cada

vez mais, estando hoje reduzida a pouco mais de 20 % do transporte de cargas, enquanto as

rodovias são responsáveis por mais de 60 %. Já no transporte de passageiros, as rodovias

respondem por cerca de 95 % do total.

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No entanto, a partir da primeira crise do petróleo, ocorrida em 1973, a situação

econômico-financeira do Brasil ficou bastante difícil, acarretando a redução crescente de

recursos para a construção e manutenção de estradas. Além disso, o Brasil passou a ser

fortemente influenciado pelo novo cenário internacional, com a globalização da economia e o

conseqüente acirramento da competição industrial, agrícola e de prestação de serviços,

exigindo do país uma rápida adaptação para a qual não havia se preparado. Tal fato trouxe,

como conseqüência, a necessidade de uma redefinição do papel do Estado na economia

nacional, deixando de ser o executor de atividades ligadas à produção de bens e serviços, para

voltar-se ao papel de fiscal e regulador das mesmas. Essa transformação visou não só tornar o

processo produtivo mais eficiente, como também aliviar o erário dos custos inerentes de tais

atividades, tendo em vista a escassez de recursos disponíveis.

Nesse contexto, foram concedidos à iniciativa privada vários trechos de rodovias

federais, estaduais e municipais, bem como praticamente toda a malha ferroviária nacional.

Além disso, por intermédio da Lei 10.233, de 05 de julho de 2001, foi criada a Agência

Nacional de Transportes Terrestres – ANTT, com o objetivo de regular ou supervisionar, em

suas respectivas esferas e atribuições, as atividades de prestação de serviços e de exploração

da infra-estrutura de transportes terrestres, exercidas por terceiros, com vistas a:

a) garantir a movimentação de pessoas e bens, em cumprimento a padrões de eficiência, segurança, conforto, regularidade, pontualidade e modicidade nos fretes e tarifas;

b) harmonizar, preservado o interesse público, os objetivos dos usuários, das

empresas concessionárias, permissionárias, autorizadas e arrendatárias, e de entidades

delegadas, arbitrando conflitos de interesses e impedindo situações que configurem

competição imperfeita ou infração da ordem econômica.

Pela mesma Lei foi também criado o Departamento Nacional de Infraestrutura de

Transporte – DNIT, com o objetivo de implementar, em sua esfera de atuação, a política

formulada para a administração da infra-estrutura do Sistema Federal de Viação,

compreendendo sua operação, manutenção, restauração ou reposição, adequação de

capacidade, e ampliação mediante construção de novas vias e terminais, segundo os princípios

e diretrizes estabelecidos no citado dispositivo legal.

Por outro lado, pela Lei n° 11.772, de 17 de setembro de 2008, a VALEC

Engenharia, Construções e Ferrovias S.A. – VALEC, que desde sua criação era responsável

pela construção da Ferrovia Norte – Sul, foi reestruturada, sendo transformada em empresa

pública, sob a forma de sociedade por ações, vinculada ao Ministério dos Transportes, com a

função social de construir e explorar a infraestrutura ferroviária. E, de acordo com o Art. 8° da

Lei em referência, compete à VALEC, em conformidade com as diretrizes do Ministério dos

Transportes:

Administrar os programas de operação da infraestrutura ferroviária, nas

ferrovias a ela outorgadas;

Coordenar, executar, controlar, revisar, fiscalizar e administrar obras de

infraestrutura ferroviária, que lhes forem outorgadas;

Desenvolver estudos e projetos de obras de infraestrutura ferroviária;

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Construir, operar e explorar estradas de ferro, sistemas acessórios de

armazenagem, transferência e manuseio de produtos e bens a serem

transportados e, ainda, instalações e sistemas de interligação de estradas de

ferro com outras modalidades de transportes;

Promover o desenvolvimento dos sistemas de transportes de cargas sobre

trilhos, objetivando seu aprimoramento e a absorção de novas tecnologias.

A VALEC, que já tinha a concessão para a construção e operação da Ferrovia

Norte-Sul, cujo traçado, com extensão de 3.100 km, é iniciado em Belém, no Pará, e segue até

o município de Panorama, em São Paulo, passou a deter, também, a concessão das Ferrovias:

EF 267, de Panorama, em São Paulo, a Porto Murtinho, no Mato Grosso do

Sul, com 750 km;

EF 334 – Ferrovia da Integração Oeste-Leste, que, partindo de Ilhéus, na

Bahia, chega a Figueirópolis, no Tocantins, onde se liga à Ferrovia Norte-

Sul, num total de 1.527 km;

EF 354 – Ferrovia Transcontinental, que partirá do Litoral Norte Fluminense

e passará por Muriaé, Ipatinga e Paracatu, em Minas Gerais; por Brasília, no

Distrito Federal, por Uruaçu, em Goiás; por Cocalinho, Água Boa e Lucas

do Rio Verde, em Mato Grosso; Vilhena e Porto Velho, em Rondônia; e Rio

Branco e Cruzeiro do Sul, no Acre, até chegar à localidade de Boqueirão da

Esperança, na fronteira Brasil-Peru. A Transcontinental terá, após concluída,

um percurso de 4.400 km.

Assim, a ANTT, o DNIT e a VALEC vieram a substituir o DNER e a RFFSA, já

extintos, nas atividades que remanesceram após as concessões efetuadas.

1.2. Transporte Aquaviário

Enquanto determinados povos primitivos desenvolveram o transporte por terra,

outros se dedicaram ao transporte sobre a água, em razão, possivelmente, da situação

geográfica da região que habitavam. Realmente, por exigir menor esforço que o transporte

terrestre, o transporte aquaviário apresentou progresso bem mais acentuado.

A observação da flutuação de troncos de árvores conduziu à construção de balsas

e, posteriormente, a canoas com a escavação do tronco para diminuir o peso morto. Da

navegação em rios e águas protegidas, passou-se à navegação em mares, à qual grande

impulso foi dado com a utilização da vela (navio a vela e galera).

Ao findar a Idade Média, época em que o transporte terrestre estava estacionário, a

navegação do Mediterrâneo era intensa e era o transporte predominante na época.

A caravela foi a embarcação construída com a finalidade de enfrentar o mar alto,

alcançando o Oriente pelo contorno da África, as terras das Américas e as ilhas do Pacífico.

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A tecnologia do motor a vapor fez com que em 1807 já se fizesse sua aplicação em

barcos, imprimindo-se modificações nas embarcações. Ao final do século XIX, os cascos dos

navios passaram a ser feitos de aço.

O emprego do motor diesel possibilitou novo progresso à navegação que atinge

nossos dias, e atualmente o transporte marítimo é a única modalidade que já emprega a

energia nuclear com eficiência comprovada.

Esse modo de transporte também foi afetado pela globalização da economia,

requerendo reestruturação das instituições governamentais responsáveis por ele. Desta forma,

vários terminais portuários foram arrendados ou privatizados, tendo sido criada, pela mesma

Lei n.º 10.233, a Agência Nacional de Transportes Aquaviários – ANTAQ.

1.3. Outras Modalidades de Transporte

Aeroviário – consolidado, com as invenções do balão e do avião, somente

depois da 1.ª Guerra Mundial;

Dutoviário – custo reduzido relativamente a outras modalidades de transporte,

tendo aumentado muito sua participação no transporte de cargas;

Correias Transportadoras

Teleféricos

2. PLANO NACIONAL DE VIAÇÃO – PLANO RODOVIÁRIO NACIONAL

O objetivo essencial do Plano Nacional de Viação – PNV é permitir o

estabelecimento da infraestrutura de um sistema viário integrado, assim como as bases para

planos globais de transporte que atendam, pelo menor custo, às necessidades do País, sob o

múltiplo aspecto econômico – social – político – militar.

O primeiro planejamento geral de viação no Brasil foi elaborado em 1934,

abrangendo os planejamentos rodoviário, ferroviário, fluvial e aeroviário. Esse planejamento

foi revisto em 1946, 1964 e 1973.

O Sistema Nacional de Viação é constituído pelo conjunto dos Sistemas Nacionais:

Rodoviário, Ferroviário, Portuário, Hidroviário e Aeroviário.

a) Sistema Rodoviário Nacional

As rodovias do Plano Nacional de Viação devem satisfazer a, pelo menos, uma das

seguintes características:

ligar a Capital Federal a uma ou mais capitais de Estados ou a pontos

importantes da orla oceânica ou fronteira terrestre;

ligar entre si dois ou mais dos seguintes pontos, inclusive da mesma natureza:

capital estadual; ponto importante da orla oceânica; fronteira terrestre;

ligar em pontos adequados duas ou mais rodovias federais;

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permitir o acesso a: instalações federais de importância, tais como parques

nacionais, estabelecimentos industriais e organizações militares; estâncias

hidrominerais, cidades tombadas pelo Patrimônio Histórico e pontos de atração

turística notadamente conhecidos e explorados; principais terminais marítimos

e fluviais e aeródromos, constantes no PNV;

permitir conexões de caráter internacional.

As vias integrantes do Plano Rodoviário Nacional são denominadas: Radiais,

Longitudinais, Transversais, Diagonais e Ligações, e são listadas no anexo ao Plano.

OBS.: FUNDO RODOVIÁRIO NACIONAL

A Segunda Grande Guerra motivou nos governantes do Brasil a idéia de

desenvolver um sistema interior de transportes apoiado nas rodovias. Assim, em 20 de março

de 1944, foi, pela primeira vez, aprovado um Plano Rodoviário Nacional, que pretendia,

fundamentalmente, ligar o País no sentido norte – sul e cortá-lo em outras direções,

estendendo sobre o território nacional uma trama de vias de comunicação eficiente.

A execução do Plano aprovado em 1944 estava ameaçada por falta de elementos

fundamentais, principalmente financeiros, resultado da redução das verbas destinadas às

rodovias em função das necessidades de guerra enfrentadas pelo Brasil. Por conta disso, o

então Ministro da Viação, Eng.º Maurício Joppert da Silva, baixou a Portaria n.º 1.075, de 19

de dezembro de 1945, designando Comissão para realizar estudos e propor medidas

necessárias à reorganização do DNER e elaborar um programa qüinqüenal de construção de

rodovias federais, de acordo com o previsto no Plano Rodoviário Nacional.

Dessa iniciativa resultou o Decreto-Lei n.º 8.463, de 27 de dezembro de 1945,

reorganizando o DNER e criando o Fundo Rodoviário Nacional, constituído por recursos

advindos de um imposto cobrado sobre combustíveis líquidos e lubrificantes utilizados no

País. A lei em questão estabeleceu, ainda, a forma de distribuição do Fundo entre o Governo

Federal (DNER), Estados e Municípios, criando obrigações acerca de seu emprego. Nessa

partição, 40% dos recursos arrecadados seriam destinados à construção, conservação e

melhoramentos de rodovias relacionadas no Plano Rodoviário Nacional; e 48% aos Estados e

12% aos Municípios, para ajudá-los na implementação de seus sistemas rodoviários.

O sistema de financiamento da construção e da manutenção de rodovias, calcado

no Fundo Rodoviário Nacional criado em 1945, funcionou bem até medos da década de 70,

possibilitando a implantação de uma extensa rede rodoviária, capaz de interligar por vias

pavimentadas quase todas as capitais e outros centros urbanos importantes.

Com o primeiro choque do petróleo, em 1973, o Brasil tomou, subitamente,

consciência da vulnerabilidade do modelo de desenvolvimento do seu setor de Transportes. O

Governo Federal tentou dar mais ênfase ao desenvolvimento dos transportes ferroviário e

hidroviário. Mais recursos foram destinados à construção e à remodelação da malha

ferroviária, aos terminais portuários de minérios e grãos, bem como ao desenvolvimento da

marinha mercante brasileira, em razão da necessidade de reduzir a dependência do país das

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importações de petróleo, aliada ao desenvolvimento da indústria siderúrgica, das exportações

de minério de ferro e de granéis agrícolas, em especial a soja.

No entanto, em função da drástica queda do crescimento econômico e,

conseqüentemente, dos investimentos, o setor de transportes foi cada vez menos aquinhoado

na distribuição dos recursos destinados à infraestrutura básica. A necessidade de controlar a

inflação levou à introdução de medidas governamentais que distorceram o sistema de

financiamento das rodovias, com a conseqüente redução da capacidade de expansão e mesmo

de manutenção do patrimônio rodoviário existente. Os recursos do Fundo Rodoviário

Nacional deixaram de ser destinados especificamente à construção e conservação de rodovias

e passaram a ser canalizados para o chamado “caixa único”.

Com a proibição da vinculação de tributos a qualquer finalidade exceto para a

educação, estabelecida na Constituição de 1988, restou à União, como única fonte de

recursos, além das parcas dotações orçamentárias, a cobrança de pedágio em rodovias

federais de pista dupla. Tal cobrança, no entanto, tinha um alto custo de operação, e o pedágio

tinha seu valor sempre desatualizado. Assim, o Governo Federal perdeu a capacidade de

manter as estradas, sob sua jurisdição, em condições mínimas de segurança e eficiência,

quanto mais de ampliar sua malha rodoviária.

Visando reduzir os custos operacionais do pedágio, bem como o tempo de

passagem do motorista pelas cabines de cobrança, foi criado, em janeiro de 1989, o selo-

pedágio, que sofreu fortes contestações jurídicas e acabou extinto no início de 1990, sem que

os pedágios tivessem sido reativados. Tentou-se substituir o selo por uma taxa de conservação

rodoviária, que também acabou sendo derrubada pela Justiça por ser inconstitucional.

A Lei n.º 10.336, de 19/12/2001, instituiu a Contribuição de Intervenção sobre o

Domínio Econômico – CIDE, incidente sobre a importação e a comercialização de petróleo e

seus derivados, gás natural e seus derivados, e álcool etílico combustível.

O produto da arrecadação da CIDE seria destinado, na forma da lei orçamentária,

ao:

I - pagamento de subsídios a preços ou transporte de álcool combustível, de gás

natural e seus derivados e de derivados de petróleo;

II - financiamento de projetos ambientais relacionados com a indústria do petróleo

e do gás; e

III - financiamento de programas de infraestrutura de transportes.

No entanto, até hoje os recursos arrecadados não têm sido suficientes para manter e

ampliar a infraestrutura de transportes.

A nomenclatura das rodovias federais é apresentada mais adiante.

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b) Sistema Ferroviário Nacional

As ferrovias constituintes do Sistema Ferroviário Nacional são listadas no anexo ao

Plano, devendo satisfazer a, pelo menos, uma das seguintes condições:

ligar a Capital Federal a Capitais de Estados ou a pontos importantes do litoral

ou de fronteira terrestre;

ligar entre si pólos econômicos, núcleos importantes, ferrovias e terminais de

transporte.

A nomenclatura das ferrovias segue a mesma linha de raciocínio das rodovias. A

única diferença é que, ao invés de começar com BR, a ferrovia começa com EF.

c) Sistema Portuário Nacional

É constituído pelo conjunto de portos marítimos, fluviais e lacustres constantes de

relação descritiva.

d) Sistema Hidroviário Nacional

É constituído pelas vias navegáveis (rios, lagos e canais), incluindo suas

instalações e acessórios complementares, e pelo conjunto das atividades e meios diretos de

operação da navegação hidroviária, que possibilitam o uso adequado das citadas vias para fins

de transporte.

As vias navegáveis consideradas no Plano Nacional de Viação referem-se às

principais, quer quanto à extensão, quer quanto ao tráfego, e são relacionadas.

e) Sistema Aeroviário Nacional

Compreende:

infraestrutura aeronáutica, que abrange a rede de aeródromos existentes no

País, assim como as instalações destinadas à segurança, regularidade e proteção

à navegação aérea;

estrutura operacional, abrangendo o conjunto das atividades e meios de

administração, inclusive fiscalização, que atuam diretamente no modo

aeroviário de transporte, e que possibilitam o uso adequado da navegação

aérea.

A rede de aeródromos considerada no Plano Nacional de Viação é a constante de

relação descritiva apresentada no anexo do Plano.

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OBS.: NOMENCLATURA DAS RODOVIAS FEDERAIS

A nomenclatura das rodovias é definida pela sigla BR, que significa que a rodovia

é federal, seguida por três algarismos. O primeiro algarismo indica a categoria da rodovia, de

acordo com as definições estabelecidas no Plano Nacional de Viação.

Os dois outros algarismos definem a posição, a partir da orientação geral da

rodovia, relativamente à Capital Federal e aos limites do País (Norte, Sul, Leste e Oeste).

a. RODOVIAS RADIAIS

São as rodovias que partem da Capital Federal em direção aos extremos do país.

Nomenclatura: BR-0XX

Primeiro Algarismo: 0 (zero)

Algarismos Restantes: A numeração dessas rodovias

pode variar de 05 a 95, segundo a razão numérica 05

e no sentido horário. Exemplo: BR-040.

b. RODOVIAS LONGITUDINAIS

São as rodovias que cortam o país na direção Norte-Sul.

Nomenclatura: BR-1XX

Primeiro Algarismo:1 (um)

Algarismos Restantes: A numeração varia de 00,

no extremo leste do País, a 50, na Capital, e de 50

a 99, no extremo oeste. O número de uma rodovia

longitudinal é obtido por interpolação entre 00 e

50, se a rodovia estiver a leste de Brasília, e entre

50 e 99, se estiver a oeste, em função da distância

da rodovia ao meridiano da Capital Federal.

Exemplos: BR-101, BR-153, BR-174.

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c. RODOVIAS TRANSVERSAIS

São as rodovias que cortam o país na direção Leste-Oeste.

Nomenclatura: BR-2XX

Primeiro Algarismo: 2 (dois)

Algarismos Restantes: A numeração varia de 00,

no extremo norte do país, a 50, na Capital

Federal, e de 50 a 99 no extremo sul. O número

de uma rodovia transversal é obtido por

interpolação, entre 00 e 50, se a rodovia estiver ao

norte da Capital, e entre 50 e 99, se estiver ao sul,

em função da distância da rodovia ao paralelo de

Brasília. Exemplos: BR-230, BR-262, BR-290.

d. RODOVIAS DIAGONAIS

Estas rodovias podem apresentar dois modos de orientação: Noroeste-Sudeste ou

Nordeste-Sudoeste.

Nomenclatura: BR-3XX

Primeiro Algarismo: 3 (três)

Algarismos Restantes: A numeração dessas

rodovias obedece ao critério especificado abaixo:

Diagonais orientadas na direção geral NO-SE: A numeração varia, segundo números

pares, de 00, no extremo Nordeste do país, a 50, em Brasília, e de 50 a 98, no extremo

Sudoeste. Obtém-se o número da rodovia mediante interpolação entre os limites

consignados, em função da distância da rodovia a uma linha com a direção Noroeste-

Sudeste, passando pela Capital Federal. Exemplos: BR-304, BR-324, BR-364.

Diagonais orientadas na direção geral NE-SO: A numeração varia, segundo números

ímpares, de 01, no extremo Noroeste do país, a 51, em Brasília, e de 51 a 99, no extremo

Sudeste. Obtém-se o número aproximado da rodovia mediante interpolação entre os

limites consignados, em função da distância da rodovia a uma linha com a direção

Nordeste-Sudoeste, passando pela Capital Federal. Exemplos: BR-319, BR-365, BR-381.

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e. RODOVIAS DE LIGAÇÃO

Estas rodovias apresentam-se em qualquer direção, geralmente ligando rodovias

federais, ou pelo menos uma rodovia federal a cidades ou pontos importantes ou ainda a

nossas fronteiras internacionais.

Nomenclatura: BR-4XX

Primeiro Algarismo: 4 (quatro)

Algarismos Restantes: A numeração dessas rodovias varia entre 00 e 50, se elas

estiverem ao norte do paralelo da Capital Federal, e entre 50 e 99, se estiverem ao

sul desta referência. Exemplos: BR-401 (Boa Vista/RR – Fronteira BRA/GUI), BR-

407 (Piripiri/PI – BR-116/PI e Anagé/PI), BR-470 (Navegantes/SC – Camaquã/RS),

BR-488 (BR-116/SP – Santuário Nacional de Aparecida/SP).

OBS.: SUPERPOSIÇÃO DE RODOVIAS

Existem alguns casos de superposições de duas ou mais rodovias. Nestes casos

usualmente é adotado o número da rodovia que tem maior importância (normalmente a de

maior volume de tráfego). Porém, atualmente, já se adota como rodovia representativa do

trecho superposto a rodovia de menor número, tendo em vista a operacionalidade dos sistemas

computadorizados.

OBS.: QUILOMETRAGEM DAS RODOVIAS

A quilometragem das rodovias não é cumulativa de uma Unidade da Federação para

a outra. Logo, toda vez que uma rodovia inicia dentro de uma nova Unidade da Federação, sua

quilometragem começa novamente a ser contada a partir de zero. O sentido da quilometragem

segue sempre o sentido descrito na Divisão em Trechos do Plano Nacional de Viação e,

basicamente, pode ser resumido da forma abaixo:

Rodovias Radiais – o sentido de quilometragem vai do Anel Rodoviário de Brasília

em direção aos extremos do país, e tendo o quilometro zero de cada estado no ponto da rodovia

mais próximo à capital federal.

Rodovias Longitudinais – o sentido de quilometragem vai do norte para o sul. As

únicas exceções deste caso são as BR-163 e BR-174, que tem o sentido de quilometragem do

sul para o norte.

Rodovias Transversais – o sentido de quilometragem vai do leste para o oeste.

Rodovias Diagonais – a quilometragem se inicia no ponto mais ao norte da rodovia

indo em direção ao ponto mais ao sul. Como exceções, podemos citar as BR-307, BR-364 e

BR-392.

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Rodovias de Ligação – geralmente a contagem da quilometragem segue do ponto

mais ao norte da rodovia para o ponto mais ao sul. No caso de ligação entre duas rodovias

federais, a quilometragem começa na rodovia de maior importância.

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CAPÍTULO II – FASES DA IMPLANTAÇÃO DE UMA ESTRADA

1. GENERALIDADES

O empreendimento de construção de uma estrada obedece, geralmente, a seguinte

seqüência:

a) Plano Diretor – objetiva a solução da infraestrutura de transportes de uma

maneira geral, enquanto o Plano Nacional de Desenvolvimento – PND tem o objetivo de

permitir o estabelecimento da infraestrutura de um sistema viário integrado, assim como as

bases para planos globais de transporte que atendam, pelo menor custo, às necessidades do

País, sob o múltiplo aspecto econômico – social – político – estratégico.

b) Viabilidade – são estudos econômicos e de engenharia que objetivam definir a

diretriz geral do traçado, decidindo sobre o tipo de pavimento, classe da estrada

(características geométricas) e análise econômica (Ver EB-101 – “Escopo Básico para

Elaboração de Estudos de Viabilidade Técnica e Econômica de Rodovias” – DNER).

c) Projeto de Engenharia – destina-se a detalhar e apresentar as soluções analíticas

que foram desenvolvidas em forma de relatórios, desenhos, etc., e, sobretudo, notas de serviço

para implantação da obra.

1ª Fase: Reconhecimento ou Anteprojeto

Consiste em um estudo geral de uma ampla faixa de terreno (largura de 2 a 3 km),

ao longo de um itinerário por onde se supõe poder passar o traçado da estrada. Nessa fase são

verificados os traçados possíveis dentro das condições técnicas estabelecidas, determinam-se

os custos de cada alternativa e verifica-se o retorno do investimento, ou seja, o benefício

correspondente. Outro aspecto a ser considerado é referente ao impacto ambiental da ligação

em estudo, que poderá condicionar, também, a escolha da alternativa de traçado. A alternativa

a ser selecionada será aquela que proporcionar maior benefício relativamente ao investimento

efetuado. Nessa fase, os estudos são feitos em planta na escala 1:5.000 (ideal) ou 1:10.000

(aceitável).

2ª Fase: Exploração ou Projeto Básico

Consiste no levantamento detalhado de uma faixa relativamente estreita para,

depois de desenhado, ser nele lançado o projeto. É nesse estágio que se desenvolve a

concepção do projeto com maior grau de detalhamento, com possibilidade de se ter em mãos o

orçamento da obra com suficiente precisão para permitir contratar os serviços de execução.

Tal orçamento poderá ter uma variação máxima de 10% em razão de não se conhecer todos os

pormenores construtivos da obra. Nessa fase, os estudos são feitos em planta na escala: 2.000.

II-2

3ª Fase: Projeto Executivo

Trata-se do detalhamento dos processos de construção, obtendo-se um custo mais

real com a definição do método construtivo de cada parte.

4ª Fase: Locação

É o transplante do projeto da planta para o campo.

e) Construção

1ª Fase: Instalação do Canteiro de Obras (Mobilização)

Acampamento central e apoio logístico; pedreira, central de britagem e estoque de

ligante betuminoso; acampamentos móveis para serviços preliminares em pontes, viadutos e

túneis.

2ª Fase: Serviços Preliminares e Caminhos de Serviço

3ª Fase: Terraplenagem (construção propriamente dita)

Feita em paralelo com os bueiros e drenagem profunda.

4ª Fase: Pavimentação

5ª Fase: Drenagem Superficial e Proteção Vegetal

6ª Fase: Sinalização Vertical e Horizontal

7ª Fase: Órgãos Acessórios

Intalações para operação da rodovia e para conservação.

2. RECONHECIMENTO

2.1. Nomenclatura dos Principais Acidentes Geográficos

Cumeada – é a linha formada pelos pontos mais altos de uma montanha ou

cordilheira;

Contraforte – é uma ramificação mais ou menos elevada de uma montanha ou

cordilheira;

Garganta ou Colo – é uma depressão acentuada da linha de cumeada;

Talvegue – é a linha formada pelos pontos mais profundos de um curso d’água

ou de um vale;

Divisor de Águas – é a parte mais saliente do terreno, que separa as águas

pluviais que correm para duas bacias.

II-3

2.2. Pontos Obrigatórios – Diretriz

Pontos Obrigados de Condição – são pontos por onde a estrada deverá passar

para satisfazer as condições de natureza econômica, político-administrativa,

social ou militar;

Pontos Obrigados de Passagem – são pontos por onde a estrada deverá passar

por razões topográficas;

Diretriz – de um traçado é um itinerário compreendendo uma ampla faixa de

terreno ao longo da qual se presume poder ser lançado o traçado da estrada;

Traçado – é o projeto da estrada, em planta e em perfil.

2.3. Tipos de Reconhecimento

Sobre Carta – mapas obtidos no IBGE, Serviço Cartográfico do Exército

(escala 1:100.000 ou 1:50.000);

Aéreo – Aerofotogrametria, mosaico para Estereoscopia, plantas aéreas

(restituição), Internet;

Terrestre.

2.4. Tipos de Traçados Clássicos

Traçados em Planície – tangentes não superiores a 5 km, extensas regiões

pantanosas e cursos d’água de grande vulto;

Traçados em Montanha – rampa máxima, maiores volumes de terraplenagem,

maior número de contenções, desenvolvimento artificial.

Obs.: Para se determinar a posição aproximada do traçado em região de serra,

recorre-se ao lançamento de uma linha de declividade constante (rampa máxima),

que, partindo do ponto obrigado elevado, segue até a planície sem necessidade de

cortes ou aterros (linha de terraplenagem nula – focos de atração).

H

imed = x 100 % imáx

L

imed – rampa média do trecho;

H – altura a ser galgada;

L – distância entre os pontos extremos;

imáx – rampa máxima (Normas)

2.5. Princípios Básicos de Aerofotogrametria:

O levantamento topográfico por processo aerofotogramétrico observará a seguinte

seqüência:

Seleção das faixas de vôo;

II-4

Vôo do corredor selecionado tirando-se fotos com superposição longitudinal de

55 a 65 % e superposição lateral de 15 a 30 %, de forma a permitir visão

esterioscópica de todo o terreno a ser recoberto aerofotograficamente na escala

1:20.000;

Exame das fotografias obtidas;

Demarcação das faixas de restituição.

Escala da foto: E = f / H

f – distância focal da câmera fotográfica

H – altura de vôo

X

N.º de fotos: N = + 1

0,4.x

X – comprimento do trecho no mosaico;

x – comprimento do lado da fotografia (em geral, 24 cm);

E = X / L

L – extensão de terreno a representar.

3. EXPLORAÇÃO

3.1. Objeto e Generalidades

Concluído o reconhecimento e a escolha da diretriz a ser seguida, procede-se aos

trabalhos de exploração, que consistem no levantamento rigoroso duma faixa de terreno de

100 a 200 metros de largura, de modo a se obter uma planta na escala 1:2.000.

3.2. Alinhamento Principal

O trabalho mais importante de uma exploração é a orientação para o lançamento do

“alinhamento principal”, também chamado “linha de exploração” e poligonal de exploração,

que é a linha poligonal lançada ao longo da faixa de terreno a ser levantada e que deve servir

de base a todo o levantamento.

O alinhamento deve ser lançado de modo que o futuro projeto se aproxime o mais

possível dele. O método clássico consiste no levantamento a teodolito, com medição de

distâncias a trena de aço, piqueteando-se o eixo de 20 em 20 metros e em todos os pontos

notáveis, tais como pontos de interseção (vértices da poligonal), acidentes topográficos,

cruzamentos com estradas, margens de rios e córregos.

II-5

Em todos os piquetes implantados serão colocadas estacas testemunhas,

constituídas de madeira de boa qualidade, com cerca de 60 cm de comprimento, providas de

entalhe inscrito a óleo, de cima para baixo, o número correspondente.

Serão feitos o nivelamento e o contranivelamento de todos os piquetes, com

emprego de níveis de precisão. Serão também levantadas as seções transversais, normalmente

a régua ou a nível e trena de aço, nos piquetes da linha de exploração.

Obs.: Poderão ser empregadas “Estações Totais” para otimização dos trabalhos,

em face da possibilidade de prescindir de cadernetas de campo, armazenar grande quantidade

de dados e eliminar erros de anotação, muito freqüentes nos serviços topográficos de campo.

Esses equipamentos reúnem, em um só aparelho, a medição de ângulos e distâncias,

apresentando vantagens em relação aos equipamentos tradicionais quanto à coleta,

armazenamento, processamento, importação e exportação de dados coletados no campo.

Possuem sensor ativo, pois recebem os dados a partir de um feixe de radiações na faixa do

infravermelho, por eles próprios gerado, que atinge prismas colocados sobre o alvo objeto,

retornando por reflexão e excitando os sensores da mesma fonte geradora. Os softwares

internos utilizados são capazes de processar cálculos de áreas, coordenadas de pontos, alturas,

desníveis, distâncias inclinadas e reduzidas, resultando em segurança e grande economia de

tempo de trabalhos realizados no escritório.

III-1

CAPÍTULO III – PROJETO GEOMÉTRICO HORIZONTAL

1. CLASSES DE PROJETO

1.1. Níveis de Serviço

O conceito de Nível de Serviço refere-se a uma avaliação qualitativa das condições

de operação de uma corrente de tráfego, tal como é percebida por motoristas e passageiros.

Indica o conjunto de condições operacionais que ocorrem em uma via, faixa ou interseção,

considerando-se os fatores velocidade, tempo de percurso, restrições ou interrupções de

trânsito, grau de liberdade de manobra, segurança, conforto, economia e outros.

O HCM – “Highway Capacity Manual” estabelece como caráter geral seis níveis

de serviços, designados pelas letras A a F, para serem aplicados nas rodovias, sob diversos

regimes de velocidade e volume de tráfego. Apresenta-se a seguir uma breve descrição das

características operacionais de cada nível de serviço estabelecido para as rodovias rurais de

pista simples. Nas definições que se seguem, os fluxos citados são dados em unidades de

carros de passeio equivalentes e correspondem à soma dos dois sentidos.

Nível de Serviço A

Descreve a condição de fluxo livre em rodovias de boas características técnicas. Há

pequena ou nenhuma restrição de manobra devido à presença de outros veículos, e os

motoristas podem manter as velocidades que desejarem com pequeno ou nenhum

retardamento. As velocidades médias variam de 90 a 93 km/h. Os pelotões encontrados são

formados por 2 ou 3 veículos e não provocam restrições ao movimento mais que 30% do

tempo de viagem. Em condições ideais, o fluxo máximo é de 420 veículos por hora.

Nível de Serviço B

Corresponde à condição de fluxo estável, em que os motoristas começam a sofrer

restrições pela ação dos demais veículos, mas ainda têm razoável liberdade de escolha de

velocidade e faixa de circulação. As velocidades médias variam de 87 a 89 km/h. Há maior

pressão dos veículos mais lentos, que provocam restrições que podem atingir 45% do tempo

de viagem. Para condições ideais, o fluxo máximo atinge 750 veículos por hora.

Nível de Serviço C

Situa-se ainda na faixa de fluxo estável, mas as velocidades e as possibilidades de

manobra são mais estreitamente condicionadas pelos volumes mais elevados. A participação

em pelotões de veículos pode chegar até 60% do tempo de viagem, o que faz exigir mais

permanente atenção nas manobras de ultrapassagem. As velocidades médias situam-se entre

79 e 84 km/h. Para condições ideais o fluxo máximo atinge 1.200 veículos por hora.

III-2

Nível de Serviço D

Condições de fluxo instáveis, em que os motoristas têm pequena liberdade de

manobra e dificuldade em manter as velocidades desejadas. A participação em pelotões cresce

até 75% do tempo de viagem, reduzindo as oportunidades de ultrapassagem e fazendo com

que as correntes opostas comecem a operar independentemente. As velocidades médias

adquirem maior amplitude de variação, situando-se entre 72 e 80 km/h. Para condições ideais

o fluxo máximo pode chegar a 1.800 veículos por hora.

Nível de Serviço E

É o nível representativo da capacidade da rodovia. Aumentam muito as condições

de instabilidade do fluxo, com as velocidades médias variando no intervalo de 56 a 72 km/h.

A participação em pelotões ultrapassa 75% do tempo de viagem. Com o aumento do fluxo, a

operação de ultrapassagem vai se tornando praticamente impossível, mantendo-se sem

utilização os espaços vazios provocados pelos veículos mais lentos que lideram os pelotões.

Em condições ideais o fluxo pode atingir 2.800 veículos por hora.

Nível de Serviço F

Este nível reflete uma situação de colapso do fluxo. Qualquer restrição encontrada

pode resultar em formação de filas de veículos com baixa velocidade, que podem se manter

por períodos mais ou menos longos, reduzindo os fluxos a valores inferiores à capacidade. Em

casos extremos, chega-se a engarrafamentos com velocidade e fluxo nulos. As velocidades

médias são sempre inferiores aos limites do nível E, e a participação em pelotões pode chegar

a 100% do tempo de viagem.

Os volumes de tráfego que podem ser acomodados nos diversos níveis de serviço

são chamados de “Volumes de Serviço”. Quando um nível de serviço é identificado como

aplicável ao projeto, o volume de serviço correspondente logicamente torna-se o volume de

serviço projetado, o que significa que caso o fluxo de tráfego na rodovia exceda aquele valor,

as condições operacionais ficarão situadas abaixo do nível de serviço projetado para a rodovia.

As figuras apresentadas a seguir podem dar uma idéia satisfatória dos aspectos

mencionados na caracterização de cada um dos níveis de serviço definidos.

III-3

III-4

1.2. Classes de Projeto

A diversidade de características técnicas que uma rodovia pode ter demandaria um

conjunto de padrões de projeto específico para cada via, devidamente ajustado às

peculiaridades de cada situação. A impossibilidade prática de atender a essa concepção, aliada

à conveniência de uma certa uniformização e padronização de características técnicas,

recomendam o agrupamento das rodovias em classes de projeto.

O estabelecimento das classes de projeto relacionadas a seguir resultou da

experiência acumulada durante o processo de desenvolvimento da malha implantada e traduz

o consenso que se formou no País quanto ao atendimento de forma economicamente viável e

com condições adequadas de segurança à demanda crescente do tráfego.

Classe 0

Via Expressa: rodovia do mais elevado padrão técnico, com pista dupla e controle

total de acesso. O enquadramento de uma rodovia nessa classe decorrerá de decisão

administrativa dos órgãos competentes, fundamentando-se, entre outros, nos seguintes

critérios:

- quando os volumes de tráfego forem elevados e o tráfego do décimo ano de

abertura implicar, para uma rodovia de pista simples, em:

a) nível de serviço inferior ao nível C, no caso de terreno plano ou levemente

ondulado, o que ocorre quando o Volume Médio Diário se situa acima de

5.500 veículos, para o caso de região plana com excelentes condições de

visibilidade, ou acima de 1.900 veículos por dia, se tratar de região levemente

ondulada com más condições de visibilidade;

b) nível de serviço inferior ao nível D em caso de terreno fortemente ondulado

ou montanhoso, o que ocorre quando o Volume Médio Diário fica acima de

2.600 veículos, para o caso de região fortemente ondulada com excelentes

condições de visibilidade, ou acima de 1.000 veículos por dia, para o caso de

região montanhosa com más condições de visibilidade;

- quando a função absolutamente preponderante da rodovia for a de atender à

demanda do tráfego de passagem pela região atravessada (função mobilidade), em detrimento

do atendimento ao tráfego local e às propriedades lindeiras (função acessibilidade), que por

hipótese serão atendidos por outras vias;

- quando a interferência recíproca entre atividades humanas nas propriedades

lindeiras ou áreas vizinhas à faixa de domínio (pedestres, paradas de ônibus, tráfego local,

etc.) e o fluxo de tráfego direto causar atritos indesejáveis sob aspectos operacionais e de

segurança;

- quando a rodovia constituir trecho ou parte de um conjunto de rodovias para as

quais se tomou a decisão de manter características uniformes e que, de um modo geral, atende

às condições que justificam o enquadramento na categoria de vias expressas.

III-5

Classe I

Essa categoria é dividida em vias de Classe I-A (pista dupla) e Classe I-B (pista

simples).

- Classe I-A

Rodovia com duas pistas e controle parcial de acesso, com as seguintes

características:

a) Caso de Rodovia Arterial com grande demanda de tráfego, em condições

semelhantes às descritas para a Classe 0, mas que permite maior tolerância no

que diz respeito às interferências causadas por acessos mais freqüentes;

b) Os volumes de tráfego atendidos são das mesmas faixas da Classe 0, mas

sofrendo alguma redução por interferência mais freqüente de acessos.

- Classe I-B

Rodovia em pista simples, de elevado padrão, suportando volumes de tráfego

projetados para 10 anos após a abertura ao tráfego, dentro dos seguintes limites:

a) Limite Inferior – Volume de 1.400 veículos por dia ou Volume Horário de

Projeto de 200 veículos, o que corresponde ao nível C em região montanhosa

com excelentes condições de visibilidade, e nível B em região plana com más

condições de visibilidade;

b) Limites Superiores – Ficar enquadrada no nível C para regiões planas e

levemente onduladas (abaixo de 5.500 veículos por dia para região plana com

excelentes condições de visibilidade, ou abaixo de 1.900 veículos por dia para

região levemente ondulada, com más condições de visibilidade); ou ficar

enquadrada no nível D para regiões montanhosas ou fortemente onduladas

(abaixo de 2.600 veículos por dia, para o caso de região fortemente ondulada

com excelentes condições de visibilidade, ou abaixo de 1.000 veículos por dia

para região montanhosa com más condições de visibilidade). Acima dessas

condições é requerido o enquadramento na Classe I-A.

Classe II

Rodovia de pista simples, suportando volumes médios diários de tráfego, conforme

projetados para o 10º ano após a abertura ao tráfego, compreendidos entre 700 e 1.400

veículos.

Classe III

Rodovia de pista simples, suportando volumes médios diários de tráfego, conforme

projetados para o 10º ano após a abertura ao tráfego, compreendidos entre 300 e 700 veículos.

Classe IV

Rodovia de pista simples, com características técnicas suficientes para

atendimento, a custo mínimo, do tráfego previsto no seu ano de abertura. Geralmente não é

III-6

pavimentada e faz parte do sistema local, compreendendo as estradas vicinais e eventualmente

rodovias pioneiras. Em função do tráfego previsto, são definidas duas subclasses:

- Classe IV-A – Tráfego Médio Diário de 50 a 200 veículos no ano de abertura;

- Classe IV-B – Tráfego Médio Diário inferior a 50 veículos no ano de abertura.

1.3. Classificação Funcional

As rodovias são agrupadas em Sistemas de acordo com as funções que exercem.

Sistema Arterial

Compreende as rodovias cuja função principal e propiciar mobilidade para

volumes de tráfego de longa distância interestadual ou internacional, podendo,

ocasionalmente, servir ao tráfego local. Subdivide-se nos seguintes subsistemas:

- Sistema Arterial Principal: rodovias utilizadas para viagens internacionais e inter-

regionais (conexão entre as capitais dos Estados e destas com Brasília);

- Sistema Arterial Secundário: rodovias que atendem a viagens interestaduais não

servidas por sistema de nível superior.

Sistema Coletor

Destina-se a atender núcleos populacionais ou centros geradores de tráfego de

menor vulto, não servidos pelo Sistema Arterial. Compreende:

- Sistema Coletor Primário: rodovias utilizadas para atender ao tráfego

intermunicipal, proporcionando mobilidade e acesso dentro de uma área específica do Estado;

- Sistema Coletor Secundário: rodovias utilizadas para proporcionar mobilidade,

mas, principalmente, acesso às áreas dentro do Estado.

Sistema Local

Constituído por rodovias de pequena extensão, destinadas essencialmente a

proporcionar acesso ao tráfego intermunicipal de áreas rurais e de pequenas localidades `s

rodovias de nível superior.

1.4. Relação entre Classes de Projeto e Classificação Funcional

A Classe de Projeto é uma classificação técnica que agrupa as rodovias segundo

padrões técnicos, levando em conta características e critérios técnicos com base,

principalmente, nos futuros volumes de tráfego.

III-7

A Classificação Funcional agrupa as rodovias de acordo com a função por elas

exercida dentro da rede nacional e a utilização que elas oferecem.

A tabela a seguir apresenta uma associação entre as duas classificações:

Sistema Classes Funcionais Classes de Projeto

Arterial

Principal Classes 0 e I

Primário Classe I

Secundário Classes I e II

Coletor Primário Classes II e III

Secundário Classes III e IV

Local Local Classes III e IV

2. VELOCIDADE DIRETRIZ

É a velocidade selecionada para fins de projeto da via e que condiciona suas

principais características, tais como: curvatura, superelevação e distância de visibilidade, das

quais depende a operação segura e confortável dos veículos. Representa a maior velocidade

com que pode ser percorrido um trecho rodoviário cuja superfície de rolamento apresenta

características normais de rugosidade e ondulações, com segurança e em condições aceitáveis

de conforto, mesmo com o pavimento molhado, quando o veículo estiver submetido apenas às

limitações impostas pelas características geométricas, sem influência do tráfego.

Um dos principais fatores que governam a adoção de valores para a velocidade

diretriz é o custo de construção resultante. Velocidades diretrizes elevadas requerem

características físicas e geométricas mais amplas, principalmente no que tange às curvas

verticais e horizontais e acostamentos.

Velocidades Diretrizes Mínimas (km/h)

Classe de Projeto Relevo

Plano Ondulado Montanhoso

Classe 0 120 100 80

Classe I 100 80 60

Classe II 100 70 50

Classe III 80 60 40

Classe IV 60 - 80 40 - 60 30 - 40

A definição da característica topográfica do terreno normalmente é feita de forma

subjetiva, uma vez que as regiões não se mostram homogêneas, tornando-se difícil estabelecer

parâmetros que possam definir os limites de cada padrão.

Uma antiga norma ferroviária estabelecia uma análise do terreno pela inclinação

transversal: plano se igual ou inferior a 8%; ondulado entre 8% e 20%; montanhoso quando

acima de 20%.

III-8

O Highway Capacity Manual estabelece os seguintes critérios para rodovias:

- Terreno Plano: quando os veículos pesados se deslocam com velocidade

semelhante a dos carros de passageiros;

- Terreno Ondulado: quando os veículos pesados reduzem a velocidade bem abaixo

dos veículos de passageiros;

- Terreno Montanhoso: quando os veículos pesados se “arrastam”, isto é, se

deslocam com velocidade dita de sustentação, com frequência ou por longas distâncias.

Observação: No caso dos projetos ferroviários, a velocidade diretriz resultará dos

estudos operacionais, tendo-se a seguinte relação entre a velocidade diretriz e o raio mínimo

adotado, que define a velocidade de projeto:

mínR.5,4V (km/h)

3. SUPERELEVAÇÃO

É a inclinação transversal imposta à pista de rolamento, ao longo das curvas de

concordância horizontal, par compensar o efeito da força centrífuga nos veículos.

III-9

A figura anterior apresenta as forças atuantes sobre um veículo quando este

percorre uma curva horizontal a uma velocidade constante. Do equilíbrio dessas forças na

direção paralela à pista tem-se:

fPsenPRg

vP.cos..cos.

.

. 2

Dividindo-se toda a expressão por P. cos , tem-se:

ftgRg

v .

.

2

Considerando o valor da aceleração da gravidade igual a 9,81 m/s2 e que a

velocidade entrará na fórmula em km/h, tem-se, simplificadamente:

fR

Vtg

.127

2

Os valores máximos para o coeficiente de atrito transversal entre os pneus e a pista

são tabelados em função da velocidade diretriz.

Valores Máximos Admissíveis do Coeficiente de Atrito Transversal

V (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 120

f 0,20 0,18 0,16 0,15 0,15 0,14 0,14 0,13 0,11

Para cada Velocidade Diretriz considerada existe um valor de raio para o qual a

aceleração centrífuga é tão pequena que pode ser desprezada, tratando-se o trecho como se

fosse em tangente, seja porque o valor teoricamente já seria muito pequeno, seja por questões

de aparência, ou por condições relativas à mudança no sentido de declividade transversal da

pista.

Valores de R acima dos quais a superelevação é dispensável

V (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 > 110

R (m) 450 800 1.250 1.800 2.450 3.200 4.050 5.000

Valores Máximos

O valor máximo admissível para a superelevação é condicionado, principalmente,

pela grande possibilidade do fluxo de tráfego operar a velocidades bem abaixo da velocidade

diretriz, devido à freqüência de veículos comerciais, condições de rampa, interseções em nível

e congestionamento.

III-10

tg αmáx = 10% para rodovias Classe 0 e I (regiões planas e onduladas)

tg αmáx = 8% para rodovias Classe I (região montanhosa), II, III e IV

Obs: O Manual do DNIT admite 12% em situações especiais, como no caso de

melhorias ou de situações perigosas em curvas, no aproveitamento de trechos de rodovias

existentes nos quais se deseja manter velocidade mais elevada do que a anteriormente

estabelecida.

Valores Mínimos

Para facilitar a drenagem das águas pluviais, a seção transversal dos trechos em

tangente apresenta um abaulamento transversal, cuja declividade depende do tipo de

pavimento. Pela mesma razão, adota-se o valor dessa declividade como mínimo.

TIPO DE PAVIMENTO tg mín

Concreto de Cimento Portland 1,5%

Concreto betuminoso bem acabado 2,0%

Tratamento Superficial 2,5%

Não Pavimentado 3,0%

4. RAIO MÍNIMO

São os menores raios das curvas que podem ser percorridas com a velocidade

diretriz e à taxa máxima de superelevação, em condições aceitáveis de segurança e conforto.

Convém observar que deverá ser sempre objetivada a utilização de valores superiores aos

mínimos, que se aplicam essencialmente em condições limites.

máxmáx

mínftg

vR

.127

2

Onde:

V – velocidade diretriz (km/h)

emáx – máxima taxa de superelevação adotada (m/m)

fmáx – máximo coeficiente de atrito transversal admissível entre o pneu e o

pavimento (adimensional)

Raios Mínimos (m)

Classe Região

Plana Ondulada Montanhosa

0 540 345 210

I 345 210 115

II 375 170 80

III 230 125 50

IV 125 50 25

III-11

5. CONCEITOS GERAIS PARA O TRAÇADO

Trechos excessivamente longos em tangente, convenientes para ferrovias, são

indesejáveis em rodovias. Para rodovias de elevado padrão, o traçado deverá ser uma

seqüência de poucas curvas de raios amplos do que de longas tangentes “quebradas” por

curvas de pequeno desenvolvimento circular. Além de reduzir a sensação de monotonia para o

motorista, esse padrão de traçado ajusta-se mais favoravelmente à conformação básica das

linhas da natureza, podendo reduzir os rasgos causados pela terraplenagem na paisagem.

No caso de ângulos centrais pequenos, iguais ou inferiores a 5º, para evitar a

aparência de quebra do alinhamento, os raios deverão ser suficientemente grandes para

proporcionar os desenvolvimentos circulares mínimos, obtidos pela fórmula a seguir:

D > 30 (10 – AC) (D em metros e AC em graus)

Não é necessária curva horizontal para AC < 0º15’; entretanto, deverão ser

evitados, tanto quanto possível, traçados que incluam curvas com ângulos centrais tão

pequenos.

No final de longas tangentes ou trechos com curvaturas suaves, ou ainda onde

se seguir imediatamente um trecho com velocidade diretriz inferior, as curvas horizontais a

serem introduzidas deverão ser coerentes com a maior velocidade precedente, de preferência

bem acima do mínimo necessário, e proporcionando uma sucessão de curvas com raios

gradualmente decrescentes, para orientar o motorista.

Considerações de aparência da rodovia e de dirigibilidade recomendam que,

tanto quanto possível, as curvas circulares sejam dotadas de curvas de transição, mesmo

naqueles casos onde, pelos critérios usuais, estas seriam dispensáveis.

É indesejável, sob aspectos operacionais e de aparência, a existência de duas

curvas sucessivas no mesmo sentido, quando entre elas existir um curto trecho em tangente.

De preferência, serão substituídas por uma única curva longa ou, pelo menos, a tangente

intermediária deverá ser substituída por um arco circular, constituindo-se, então, numa curva

composta, evitando-se uma grande diferença de curvatura entre raios. Não sendo possível

adotar essas medidas, a extensão T da tangente intermediária que reduz esse problema deverá

ser superior ao percurso de aproximadamente 15 segundos percorrido à velocidade diretriz V,

ou seja:

T > 4 V (T em metros e V em km/h)

Curvas sucessivas em sentidos opostos, dotadas de curvas de transição, poderão

ter suas extremidades coincidentes ou separadas por extensões curtas em tangente. Entretanto,

no caso de curvas reversas sem espiral, o comprimento mínimo da tangente intermediária

deverá permitir a transição da superelevação.

III-12

A princípio, uma estrada sinuosa tem prejudicada a sua segurança e o seu

desempenho.

6. CONCORDÂNCIA HORIZONTAL COM CURVA CIRCULAR

SIMPLES (R > 600 m)

O traçado de uma estrada em planta é constituído por retas concordadas por curvas,

que comporão o futuro eixo da estrada.

PI – Ponto de Interseção

PC – Ponto de Curva

PT – Ponto de Tangente

d – Deflexão

Os elementos de uma curva circular adotados nos projetos são:

R – Raio da Curva AC – Ângulo Central

T – Comprimento das Tangentes D – Desenvolvimento Circular

G – Grau da Curva dm – Deflexão por Metro

Por serem ângulos de lados perpendiculares, o Ângulo Central é igual à Deflexão.

a) Grau da Curva

É o ângulo central correspondente a uma determinada corda “c”.

III-13

R

carcsenG

.2.2

R > 600 m c = 20 m

100 < R < 600 m c = 10 m

R < 100 m c = 5 m

b) Deflexão por Metro

É o ângulo formado pela tangente à curva num determinado ponto e a corda de 1 m

de comprimento. É utilizada para locação, por deflexão, dos pontos intermediários de uma

curva.

c

Gdm

.2

c) Tangentes

2.

ACtgRT

III-14

d) Desenvolvimento Circular

RAC

Do

.180

.

Exercício:

Calcular os elementos das curvas e o estaqueamento, sendo dados:

R1 = 780,00 m AC1 = 34º 20’ = 34,33º

R2 = 950,00 m AC2 = 28º 12’ = 28,20º

Est PI1 = 45 + 18,00 Est PI2 = 373 + 7,00

Solução:

R1 e R2 maiores que 600 m c = 20 m

o

xarcsenG 469,1

00,780.2

20.21 o

xarcsenG 206,1

00,9502

20.22

'204,2037,0202

469,11

o

mx

d '809,1030,0202

206,12

o

mx

d

mtgxT 93,2402

33,3400,7801 mtgxT 62,238

2

20,2800,9502

mxx

Do

35,46700,780180

33,341

mx

xD

o57,46700,950

180

20,282

III-15

07,173393,01200,184520

111

TPIEstPCEst

42,45735,72307,173320

1

11 D

PCEstPTEst

2012

xPTEstPCEst

62,1811)93,012(00,184500,7373202020

21

12 TT

PIEstPIEstx

55,176900,2737255,176900,737355,376800,737320

x

45,930320

x

87,1336045,930342,45720

12 x

PTEstPCEst

44,138457,72387,1336020

2

22 D

PCEstPTEst

Resposta:

Curva R (m) AC G dm T (m) D (m) Est PC Est PT

1 780,00 34º 20’ 1,469º 2,204’ 240,93 467,35 33+ 17,07 57+ 4,42

2 950,00 28º 12’ 1,206º 1,809’ 238,62 467,57 360 + 13,87 384 + 1,44

7. CONCORDÂNCIA HORIZONTAL COM TRANSIÇÃO EM ESPIRAL

(R < 600 m)

a) Curva de Transição

Curva de Transição é um ramo de uma curva especial, interposta entre uma das

tangentes e a curva circular, cujo objetivo principal é evitar o surgimento brusco da força

centrífuga ao passar o veículo diretamente da trajetória retilínea para a circular.

Para tal, a curva de transição deve apresentar como característica principal uma

variação gradativa decrescente do raio de curvatura desde o ponto de contato com a tangente

( = ) até o ponto comum com a curva circular ( = R).

III-16

É ao longo da curva de transição que são dadas, gradativamente, a superlargura e a

superelevação.

TE – ponto de passagem da tangente para a espiral

EC – ponto de passagem da espiral para o trecho circular

CE – ponto de passagem do trecho circular para a espiral

ET – ponto de passagem da espiral para a tangente

Uma vez concordadas duas tangentes por um arco de círculo, o propósito de se

inserir uma transição de curvatura variável faz com que se torne necessário criar um espaço

entre o arco de círculo e as tangentes. Isto pode ser conseguido segundo um dos três métodos

abaixo:

III-17

Método do centro conservado;

Método do raio conservado;

Método do centro e raio conservados.

O método mais empregado é o do raio conservado em razão, principalmente, de

permanecer o valor selecionado para o raio estudado. Somente nas situações em que se deseja

manter a posição do arco circular na posição estudada, recorre-se ao terceiro método.

A curva de transição deve proporcionar um acréscimo gradual e suave da força

centrífuga quando o veículo entra na concordância horizontal, e da mesma forma um

decréscimo, quando dela sai.

Para dedução da expressão que fornece o comprimento de transição, considere-se

um veículo percorrendo a curva com velocidade constante.

De acordo com a Cinemática, ter-se-á atuando no veículo somente a aceleração

normal ou centrífuga.

2vac

A aceleração centrífuga varia à medida que o tempo passa e o veículo percorre a

curva de transição. Admitiremos que essa variação se dá a uma taxa constante “j”.

2v

td

d

td

adj c

III-18

Como à medida que o veículo percorre a curva de transição variam também o

tempo e a distância percorrida, pode-se aplicar a Regra da Cadeia.

td

ldx

ld

dx

v

d

dj

2

Como a velocidade é constante, tem-se:

2

22212

2

..1.

vv

d

dv

v

d

d

Da Física, tem-se que:

vtd

ld

Assim:

ld

dx

vj

2

3

Rearrumando a expressão:

2

3

dx

j

vld

)(2

3

dx

j

vld

d

j

vd

j

vld

23

2

3

)(

dj

vld

Rlc

23

0

Rlc

j

vl

].] 13

0 → Rlc

j

vl ]

1.]

3

0

11.0

3

Rj

vlc →

Rj

vlc

3

III-19

Na fórmula acima, a velocidade é dada em m/s e o raio em m. Mas em rodovias se

trabalha com velocidades em km/h e o raio em m. Para se entrar com esses dados, segundo

essa proposta, e admitindo-se que a taxa de variação da velocidade centrífuga com o tempo

tem valor entre 0,30 e 0,90 m/s3 (valores obtidos de experiências realizadas nos Estados

Unidos) tem-se:

R

Valc

3

.071,0024,0

Nessa expressão, V é a velocidade diretriz, dada em km/h, e o raio R é dado em

metros, obtendo-se o comprimento de transição também em metros.

No entanto, considerações sobre a implantação da superelevação nas curvas de

transição, com segurança e conforto para os veículos, estabelecem valores mínimos a serem

observados, e que são função da velocidade diretriz.

V (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 120

lcmín (m) 20 20 30 30 40 40 50 60 70

Observação: Para facilidade dos cálculos a serem efetuados, toma-se o valor de lc

como múltiplo de 10.

Para as curvas com raios muito grandes, torna-se dispensável a utilização de uma

curva de transição especial. Nesses casos, só há justificativa de espiral quando forem adotados

comprimentos de transição muito grandes. A seguir apresentam-se os raios acima dos quais se

podem dispensar as curvas de transição.

V (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 120

R (m) 200 350 500 700 850 1000 1200 1400 1800

b) Elementos de Locação das Curvas

Adotando-se o método do raio conservado, apresentam-se, a seguir, as fórmulas

para serem utilizadas nos cálculos dos elementos das curvas.

Ângulo Total de Transição - c

)(.2

2

radianosR

lc

c

Em algumas fórmulas, recomenda-se entrar com o valor de δc em radianos, e em

outras, em graus.

III-20

Ângulo Central Restante -

)(.2 grausAC c

Coordenadas em Relação à Tangente do Ponto EC – xc, yc (ver figura a seguir)

141.

3

.2

ccc

c

lx

101.

2

cccy

Coordenadas em relação à Tangente do Ponto PC’ – p, q (ver figura a seguir)

cc Rxp cos1. cc senRyq .

Tangentes – Ts

qAC

tgpRTs 2

.

III-21

Desenvolvimento Circular Restante – D

o

RD

180

..

Exercício:

Calcular os elementos de locação e o estaqueamento das curvas de uma rodovia

classe II, que atravessa região ondulada:

Ponto de Interseção 1 – est 23 + 16,00 Ponto de Interseção 2 – est 130 + 10,00

Deflexão 1 – 38º à direita Deflexão 2 – 36º 10’ à esquerda

Raio 1 – 190,00 m Raio 2 – 310,00 m

III-22

Respostas:

Curva R (m) AC (º) lc (m) c

(rad)

c

(º) (º)

xc (m) yc (m) p (m) q (m) Ts (m) D (m)

1 190,00 38º 80,00 0,211 12,06 13,88 5,61 79,64 1,42 39,94 105,85 46,03

2 310,00 36º10’ 60,00 0,097 5,54 25,09 1,94 59,94 0,49 30,01 131,39 135,75

Est TE1 = 18 + 10,15 Est TE2 = 123 + 12,94

Est EC1 = 22 + 10,15 Est EC2 = 126 + 12,94

Est CE1 = 24 + 16,18 Est CE2 = 133 + 8,69

Est ET1 = 28 + 16,18 Est ET2 = 136 + 8,69

c) Coordenadas em Relação à Tangente

Ponto no Ramo de Transição

Ponto E (primeiro ramo de transição)

TEestEestlE

III-23

)(..2

2

radianoslR

l

c

EE

141.

3

.2

EEEE

lx

101.

2

EEEy

Ponto E’ (segundo ramo de transição)

'' EestETestlE

)(..2

2

'' radianos

lR

l

c

EE

141.

3

.2

'''

'

EEE

E

lx

101.

2

'

''

E

EEy

Ponto no Trecho Circular

Ponto M (antes da metade da curva)

2

DECestMestD

R

D o

.

180.

2.

2..2

ccM sensenRxx

2cos.

2..2

ccM senRyy

Ponto M’ (depois da metade da curva)

2'

DECestMestD → '' MestETestD

R

D o

.

180.' '

III-24

2

'.

2

'..2'

ccM sensenRxx

2

'cos.

2

'..2'

ccM senRyy

Exercício:

Com os dados do exercício anterior, calcular as coordenadas em relação à tangente

dos pontos situados nas estacas:

A - 20 + 0,00;

B - 23 + 0,00;

C - 131 + 0,00;

D - 135 + 0,00.

Respostas:

xA = 0,29 m yA = 29,85 m

xB = 7,92 m yB = 89,21 m

xC = 10,42 m yC = 107,84 m

xD = 0,21 m yD = 28,69 m

IV-1

CAPÍTULO IV – PROJETO GEOMÉTRICO VERTICAL

1. CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE O PROJETO EM PERFIL

O projeto de uma estrada em perfil é constituído de greides retos, concordados dois

a dois por curvas, analogamente ao projeto em planta. Nos greides ascendentes, os valores das

rampas são considerados positivos e nos descendentes, negativos.

O projeto de greide deve evitar freqüentes alterações de menor vulto nos valores

das rampas. Estas deverão ser tão contínuas quanto possível. Deverão ser evitadas, sempre que

possível, curvas verticais no mesmo sentido separadas por pequenas extensões de rampa,

principalmente em rodovias pista dupla.

Em trechos longos de rampa é conveniente dispor as rampas mais íngremes na

parte inferior e as rampas mais suaves no topo, para tirar proveito do impulso acumulado no

segmento plano ou ascendente anterior à subida.

Greides excessivamente colados, muitas vezes associados a traçados sensivelmente

retos, são indesejáveis por motivos estéticos e por proporcionarem situações perigosas em

terrenos levemente ondulados: a sucessão de pequenas lombadas e depressões oculta veículos

nos pontos baixos, dando uma falsa impressão de oportunidade de ultrapassagem.

No lançamento da linha de greide, alguns cuidados devem ser observados:

As rampas não poderão exceder o valor máximo admitido para o trecho;

O greide deve ser lançado de forma a possibilitar o equilíbrio dos volumes de

cortes e aterros;

Alturas muito grandes de cortes e aterros devem ser evitadas, por representarem

maiores riscos de instabilidade de taludes;

O ponto de passagem de uma rampa descendente para uma ascendente deverá,

preferencialmente, estar situado em um aterro, por problemas de drenagem.

IV-2

2. RAMPA MÁXIMA

A principal limitação ao emprego de rampas suaves é constituída pelo fator

econômico, traduzido pelo aumento do custo de construção em regiões topograficamente

desfavoráveis. O estabelecimento de rampas máximas objetiva atingir um equilíbrio entre esse

fator e os desempenhos operacionais dos veículos, principalmente no que tange ao consumo e

desgaste, e também quanto ao aumento do tempo de viagem, procurando-se, ainda,

homogeneizar as características e o padrão das rodovias. As rampas têm também grande

influência sobre a capacidade das rodovias, especialmente naquelas de duas faixas e mão

dupla. Um veículo comercial em rampa íngreme em rodovias desse último tipo pode

representar, em termos de capacidade, o equivalente a algumas dezenas de automóveis.

Rampas Máximas

Classe de Projeto Relevo

Plano Ondulado Montanhoso

Classe 0 3% 4% 5%

Classe I 3% 4,5% 6%

Classe II 3% 5% 7%

Classe III 4% 6% 8%

Classe IV-A 4% 6% 8%

Classe IV-B 6% 8% 10%*

* A extensão de rampas acima de 8% será desejavelmente limitada a 300 m contínuos.

3. DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE

As distâncias de visibilidade traduzem os padrões de visibilidade a serem

proporcionados ao motorista, de modo que ele possa sempre tomar a tempo as decisões

necessárias à sua segurança.

Esses padrões dependem diretamente das características geométricas da rodovia,

das condições da superfície de rolamento, das condições do tempo (chuva ou sol), do

comportamento do motorista médio e das características dos veículos (freios, suspensão,

pneus, etc) representativas de condições desfavoráveis médias.

As distâncias de visibilidade básicas consideradas para o projeto rodoviário são as

distâncias de visibilidade de parada, as de tomada de decisão e as de ultrapassagem, sendo

apenas a primeira de caráter obrigatório, e as demais, valores recomendados.

3.1. Distância de Visibilidade de Parada

Define-se como Distância de Visibilidade de Parada para a velocidade V a

distância mínima que um motorista médio, dirigindo com velocidade V um carro médio, em

condições razoáveis de manutenção, trafegando em uma rodovia pavimentada, adequadamente

conservada, em condições chuvosas, necessita para parar com segurança após avistar um

obstáculo na rodovia.

IV-3

Os valores das distâncias de visibilidade de parada são calculados pela fórmula

geral a seguir:

)(.255.7,0

2

if

VVDp

Onde:

Dp – distância de visibilidade de parada em metros;

V – velocidade diretriz em km/h;

f – coeficiente de atrito que exprime a atuação do processo de frenagem,

considerando a eficiência dos freios e o atrito entre pneus e pista, para o caso

de pavimento molhado, com rugosidade normal, em condições superficiais

razoáveis, e não especialmente lamacento ou escorregadio;

i – rampa em m/m (positivo no sentido ascendente e negativo no sentido

descendente).

Valores de f para a Velocidade Diretriz

V (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

f 0,40 0,37 0,35 0,33 0,31 0,30 0,29 0,28 0,28 0,27

O primeiro termo da fórmula corresponde à distância percorrida durante o tempo

de percepção, decisão e reação do motorista médio, que se sucede a partir da visão do

obstáculo, adotando-se o valor médio estatístico de 2,5 segundos, desprezando-se o efeito do

freio-motor e eventuais influências do greide. O segundo termo fornece a distância percorrida

desde o início da atuação do sistema de frenagem até sua imobilização.

Os valores calculados, arredondados para fins de projeto, encontram-se nos

quadros a seguir. Nesses quadros são apresentados os valores das distâncias de visibilidade

para greides variando de – 6% a + 6% (i2 – i1), sendo arredondados para múltiplos de 5 os

valores correspondentes ao greide nulo.

Apenas se exige obediência da Distância de Visibilidade Mínima para o greide

nulo. Os valores assim obtidos são considerados como aceitáveis para fins de projeto em

quaisquer circunstâncias, por englobarem suficiente margem de segurança, podendo-se

desprezar a influência dos greides ascendentes e descendentes.

A Distância de Visibilidade Desejada, embora não exigida, deve servir de

orientação para o projetista como distância ideal a ser fornecida pelo projeto, se as condições

o permitirem.

Como orientação geral, o projetista deverá tentar conseguir atender em cada

situação encontrada a Distância de Visibilidade Desejada, considerando o greide e a distância

de visibilidade horizontal. Se isso não for viável, deverá, no mínimo, atender à Distância de

Visibilidade Mínima para greide nulo, considerando também a distância de visibilidade

horizontal.

IV-4

Distâncias de Visibilidade de Parada Mínimas (m)

V (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

+ 6% 30 40 55 65 85 100 120 140 160 180

+ 5% 30 40 55 70 85 105 125 140 160 180

+ 4% 30 40 55 70 85 105 125 145 165 185

+ 3% 30 40 55 70 85 105 130 145 165 190

+ 2% 30 40 55 70 90 110 130 150 170 195

+ 1% 30 40 55 70 90 110 130 155 175 200

0% 30 45 60 75 90 110 130 155 180 205

- 1% 30 45 60 75 95 115 140 160 180 205

- 2% 30 45 60 75 95 115 140 165 185 215

- 3% 30 45 60 75 95 120 145 165 190 220

- 4% 30 45 60 75 100 120 150 170 195 225

- 5% 30 45 60 80 100 125 150 175 200 230

- 6% 30 45 60 80 100 125 155 180 210 240

Distâncias de Visibilidade de Parada Desejadas (m)

V (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

+ 6% 30 45 60 80 100 125 155 185 225 265

+ 5% 30 45 60 80 100 130 155 190 230 270

+ 4% 30 45 60 80 105 130 160 195 235 280

+ 3% 30 45 60 80 105 130 160 200 240 285

+ 2% 30 45 60 80 105 135 165 200 245 295

+ 1% 30 45 60 85 110 135 170 205 250 300

0% 30 45 65 85 110 140 175 210 255 310

- 1% 30 45 65 85 115 145 175 215 265 320

- 2% 30 45 65 90 115 145 180 220 270 330

- 3% 30 45 65 90 120 150 185 225 280 340

- 4% 35 45 65 90 120 155 190 235 290 355

- 5% 35 50 70 90 125 155 195 240 300 365

- 6% 35 50 70 95 125 160 200 250 310 380

3.2. Distância de Visibilidade de Tomada de Decisão

As distâncias de Visibilidade de Parada são normalmente suficientes para permitir

que motoristas razoavelmente competentes e atentos executem paradas de emergência em

condições ordinárias. Porém, quando há dificuldades de percepção ou quando manobras

súbitas e pouco comuns são necessárias, essas distâncias podem se revelar insuficientes.

Distância de Visibilidade para Tomada de Decisão é a distância necessária para

que um motorista tome consciência de uma situação potencialmente perigosa, inesperada ou

difícil de perceber, avalie o problema encontrado, selecione o caminho a seguir e a velocidade

a empregar e execute a manobra necessária com eficiência e segurança.

IV-5

Para o caso de rodovias rurais há dois tipos de manobras a serem consideradas:

- Decisão final de parar na rodovia – distâncias obtidas são pouco superiores às

distâncias de visibilidade de parada;

- Decisão final de desviar do obstáculo – distâncias são substancialmente maiores

que as correspondentes ao caso de simples parada porque incluem margem adicional de erro e

acrescentam comprimentos suficientes para permitir manobras dos veículos com velocidades

iguais ou reduzidas.

Distância de Visibilidade para Tomada de Decisão (m)

V (km/h) 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Simples Parada 50 75 95 125 155 185 225 265 305

Desvios de Obstáculos 115 145 175 200 230 275 315 335 375

3.3. Distância de Visibilidade de Ultrapassagem

A conveniência de serem fornecidas aos usuários, tão freqüentemente quanto

possível, condições de ultrapassagem de veículos lentos é evidente e naturalmente limitada

pelas implicações em acréscimos de custos de construção. No caso de rodovias com baixos

volumes de tráfego, a necessidade de ultrapassagem é reduzida e as oportunidades são mais

freqüentes, já que há menor número de veículos se aproximando em sentido contrário. Para

volumes crescentes, entretanto, torna-se conveniente, na medida do possível, aumentar o

número de oportunidades, para que a ansiedade dos motoristas mais rápidos não resulte em

manobras perigosas. Aconselha-se tentar viabilizar a ultrapassagem a intervalos entre 1,5 km e

3,0 km.

Há que se levar em conta, todavia, que a existência de visibilidade suficiente não é

garantia para a realização da ultrapassagem, já que a partir de determinado volume de tráfego

em sentido contrário caem praticamente a zero as possibilidades de se fazê-la. Nesses casos, a

solução é a duplicação ou criação de terceira faixa nas rampas íngremes.

No cálculo das distâncias mínimas de ultrapassagem, admitem-se as seguintes

condições, razoáveis para uma elevada percentagem de motoristas:

a) O veículo mais lento VL, a ser ultrapassado, viaja com velocidade uniforme.

b) O veículo mais rápido VR está logo atrás de VL e com a mesma velocidade no

momento em que atinge o ponto inicial de ultrapassagem PI.

c) Após atingir PI, o motorista de VR precisa de certo período de tempo para

perceber a possibilidade de ultrapassar e iniciar a manobra: Tempo de

Percepção e Reação.

d) VR acelera durante a manobra e sua velocidade média durante o período em

que está na faixa esquerda é 15 km/h maior que a de VL.

IV-6

e) Quando VR volta à faixa direita, há uma distância de segurança razoável do

veículo que vem em sentido contrário.

Distâncias de Visibilidade de Ultrapassagem (m)

V (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Du 180 270 350 420 490 560 620 680 730 800

4. CONCORDÂNCIA VERTICAL COM PARÁBOLA

4.1. Comprimento da Concordância Vertical

A função das curvas verticais é concordar as tangentes verticais dos greides.

Normalmente serão adotadas parábolas do 2.º grau. Essas parábolas são definidas pelo seu

parâmetro de curvatura “K”, que traduz a taxa de variação da declividade longitudinal na

unidade do comprimento, estabelecida para cada velocidade. O valor de “K” representa o

comprimento da curva no plano horizontal, em metros, para cada 1% de variação na

declividade longitudinal.

Os comprimentos “y” das concordâncias verticais são obtidos multiplicando os

valores de “K” pela diferença algébrica “A”, em percentagem, das rampas concordadas. Para

facilidade de cálculo e locação, os valores adotados para “y” são geralmente arredondados

para múltiplos de 20 metros.

IV-7

y1 = y2 y1 y2

Podem ser dispensadas curvas verticais quando a diferença algébrica das rampas

for inferior a 0,5%.

AKy .

21 iiA

i1 e i2 entram com o sinal convencional da inclinação da rampa

a) Parábola Côncava: b) Parábola Convexa:

p

p

D

DK

.5,3122

2

412

2

pDK

Onde:

Dp – Distância de Visibilidade de Parada

O comprimento mínimo das curvas verticais deve permitir ao motorista perceber a

alteração de declividade longitudinal sendo percorrida. Adotando para essa percepção um

período de tempo mínimo de 2 segundos, o comprimento mínimo da curva vertical é dado

pela fórmula a seguir:

Vymín .6,0 (ymín em metros e V em km/h)

IV-8

4.2. Cálculo da Flecha Máxima – emáx

a) Parábola Simples ou Simétrica

100100.

8

21 iiyemáx

b) Parábola Composta ou Assimétrica

100100.

.2

. 2121 ii

y

yyemáx

OBS.: Os valores das rampas entram com o sinal da convenção.

OBS.: Se emáx der negativo, significa apenas que a concordância é côncava.

4.3. Cota de um Ponto Qualquer

Para a determinação da cota de qualquer ponto em uma rodovia é necessário

conhecer a cota de um único ponto e as distâncias e rampas existentes entre esses pontos.

a) Ponto no Meio de uma Rampa

101cot CPIV

0.100

11

1 estPIVesti

23

122

11

0 .100

.100

0.100

cot PIVestAesti

PIVestPIVesti

estPIVesti

CA

OBS.: Na expressão acima, não levar em conta o sinal de convenção da rampa.

IV-9

b) Ponto na Concordância Vertical

Parábola Simples ou Simétrica

- Ponto antes do PIV

Nproj eNN cotcot

PCVestNestxN

2

2

..4y

xee N

máxN

- Ponto depois do PIV

''cot'cot Nproj eNN

'' NestPTVestxN

2

2

'' ..4

y

xee N

máxN

IV-10

Parábola Composta ou Assimétrica

- Ponto antes do PIV

Nproj eNN cotcot

PCVestNestxN

2

1

2

.y

xee N

máxN

- Ponto depois do PIV

''cot'cot Nproj eNN

'' NestPTVestxN

2

2

2

'' .

y

xee N

máxN

IV-11

Exercícios:

1. Calcular as cotas de projeto dos pontos situados nas estacas 4 + 15,00 e 11+

5,00.

Solução:

A estaca 4 + 15,00 está dentro da primeira concordância vertical, que é feita com

parábola simétrica, e antes do PIV1.

Na primeira concordância, y = 80,00 m

my 00,8000,0400,0300,07

mee máxmáx 35,0100

0,2

100

5,1.

8

00,8011

IV-12

Distância do ponto A até a estaca 0: (4 + 15,00) – (0 + 0,00) = 4 + 15,00 = 95,00 m

mxA 43,531100

5,100,9500,530cot

mxA 00,3500,15100,0300,154

2

2

1..4

y

xee A

máxA

mxxeA 27,000,80

00,3535,04

2

2

Aproj eAA cotcot

mAA projproj 16,531cot27,043,531cot

A estaca 11 + 5,00 está dentro da segunda concordância vertical, que é feita com

parábola assimétrica, e depois do PIV2.

Na segunda concordância, y = 100,00 m

my 00,10000,0500,0800,013

my 00,3000,10100,0800,1091

my 00,7000,10300,10900,0132

)(53,0100

0,3

100

0,2.

1002

703022 côncavaparábolame

x

xe máxmáx

cot B = 530,00 + 0,015 x 100,00 – 0,02 x 90,00 + 0,03 x 35,00 = 530,75 m

mxB 00,3500,15100,51100,013

2

2

2

2.y

xee B

máxB

mxeB 13,000,70

00,3553,0

2

2

IV-13

Bproj eBB cotcot

mBB projproj 88,530cot)13,0(75,530cot

2. Em uma rodovia classe II, região montanhosa, uma contra-rampa de 3,5%

termina na estaca 115 + 0,00, começando aí uma rampa de 2,5%. Pede-se calcular a estaca do

PTV da concordância vertical, sabendo que o PCV necessita ficar na estaca 113 + 10,00.

Rodovia classe II, região montanhosa V = 50 km/h

%0,6%5,3%5,212 ii

Da Tabela de Distância de Visibilidade de Parada Desejável, tem-se Dp = 60 m

Cálculo de y:

0,65,25,3 A

Como a concordância é côncava:

84,10605,3122

602

x

K

mxy 04,650,684,10

mmxymín 04,6500,30506,0

Logo, adota-se y = 80,00 m

00,10117)00,04()00,10113( yPCVestPTVest

V-1

CAPÍTULO V – ELEMENTOS DA SEÇÃO TRANSVERSAL

1. FAIXA DE ROLAMENTO

A faixa de rolamento consiste em uma faixa longitudinal da pista, designada e

projetada para uma fila de veículos em movimento contínuo. A pista de rolamento consiste na

parcela da área pavimentada da plataforma, designada e projetada para a utilização de veículos

em movimento contínuo.

De modo geral, a largura da faixa de rolamento é obtida adicionando à largura do

veículo de projeto adotado uma folga lateral, função da velocidade diretriz e do nível de

conforto que se deseja proporcionar, que dependem, por sua vez, da classe da via.

Os valores básicos recomendados para a largura da faixa de rolamento

pavimentada, em tangente, são apresentados a seguir:

Larguras das Faixas de Rolamento em Tangente (m)

Classe de Projeto Relevo

Plano Ondulado Montanhoso

Classe 0 3,60 3,60 3,60

Classe I 3,60 3,60 3,50

Classe II 3,60 3,50 3,30*

Classe III 3,50 3,30* 3,30

Classe IV-A 3,00 3,00 3,00

Classe IV-B 2,50 2,50 2,50

* Preferencialmente 3,50 m quando esperada alta percentagem de veículos comerciais.

Apesar de a velocidade diretriz poder variar ao longo de uma rodovia em função

das mudanças do relevo do terreno, não convém variar a largura da faixa de rolamento por

questões de segurança e de manutenção da capacidade da via. Só é justificada a adoção de

larguras diferentes se os trechos forem longos e houver nítida mudança de todas as

características.

2. ACOSTAMENTOS

Acostamento á a parcela da área da plataforma adjacente à pista de rolamento, que

objetiva permitir aos veículos em início de processo de desgoverno a retomada da direção

correta; proporcionar aos veículos acidentados, com defeitos ou cujos motoristas fiquem

incapacitados de continuar dirigindo, um local seguro para serem estacionados fora da

trajetória dos demais veículos; bem como estimular os motoristas a usarem a largura total da

faixa mais próxima do acostamento.

Todas as vias deverão ter acostamentos, pavimentados ou não. Acostamentos,

quando pavimentados, contribuem, também, para conter e suportar a estrutura do pavimento

da pista. No caso de acostamentos não pavimentados, é desejável que seja revestida uma faixa

V-2

adjacente à pista, com 0,30 a 0,50 m de largura, objetivando estimular o uso da largura

integral da pista. É importante minimizar eventuais degraus entre pista e acostamento.

No caso de rodovias de pista dupla ou de pistas em geral de mão única, deverá ser

prevista uma largura pavimentada adicional entre o bordo esquerdo da pista de rolamento e a

superfície não trafegável do canteiro. No caso de pistas de duas faixas, bastará dispor uma

faixa de segurança, que exerça a separação psicológica entre pista e canteiro, proporcionando

uma folga e estimulando a utilização da faixa de rolamento adjacente. No caso de pistas com

maior número de faixas, o intenso tráfego dificulta sensivelmente a um veículo manobrar do

lado interno para o externo da pista em casos de emergência, quando então se torna desejável

um acostamento interno de largura adequada.

Larguras dos Acostamentos Externos

Classe de Projeto Relevo

Plano Ondulado Montanhoso

Classe 0 3,50 3,00* 3,00*

Classe I 3,00* 2,50 2,50

Classe II 2,50 2,50 2,00

Classe III 2,50 2,00 1,50

Classe IV-A 1,30 1,30 0,80

Classe IV-B 1,00 1,00 0,50

* Preferivelmente 3,50 m onde for previsto um volume horário unidirecional de caminhões superior a 250

veículos.

Larguras dos Acostamentos Internos (m)

Número de Faixas de

Rolamento

Relevo

Plano Ondulado Montanhoso

2 1,20 – 0,60 1,00 – 0,60 0,60 – 0,50

3 3,00 – 2,50 2,50 – 2,00 2,50 – 2,00

> 4 3,00 3,00 – 2,50 3,00 – 2,50

3. ABAULAMENTO DA PISTA EM TANGENTE

As pistas de rolamento possuem abaulamentos transversais com o objetivo de

facilitar o escamento das águas pluviais. Declividades transversais elevadas são vantajosas

para acelerar o escoamento. Por outro lado, valores baixos são preferíveis por motivos

estéticos, de conforto para dirigir e de menor desvio lateral, quando de freadas bruscas, ventos

fortes ou lama na pista. Porém, a adoção de valores baixos requer pavimentos de alta

qualidade e elevado grau de acabamento.

Tipo de Pavimento Declividade Transversal

Pavimentos betuminosos de alta qualidade 2,0%

Pavimentos de concreto de cimento 1,5%

Pavimentos com grande rugosidade 2,5%

Revestimento primário ou não pavimentada 3,0%

Acostamentos 5,0%

V-3

4. SUPERLARGURA

A largura da pista de uma rodovia é determinada em função das larguras máximas

dos veículos que a utilizam e das suas velocidades. A determinação dessa largura é feita

somando as larguras máximas dos veículos, as distâncias laterais entre esses veículos

necessárias por questão de segurança e as distâncias laterais necessárias entre esses veículos e

o bordo do pavimento.

Quando se está em uma curva, como o veículo é rígido e não pode acompanhar a

curvatura da estrada, é necessário aumentar a largura da pista para que permaneça a distância

mínima entre veículos que existia no trecho em tangente. Além disso, o motorista tem maior

dificuldade de avaliar distâncias transversais em curva, o que exige algum aumento das

distâncias de segurança consideradas em tangente.

A esse acréscimo de largura necessário em uma curva de uma rodovia para manter

as condições de conforto e segurança dos trechos em tangente dá-se o nome de superlargura.

A consideração da superlargura, tanto no projeto como na construção, demanda um

aumento de custo e trabalho que só é compensado pela eficácia desse acréscimo na largura da

pista. Em conseqüência, valores pequenos de superlargura não têm influência prática e não

devem ser considerados. Para esse fim, adota-se um valor mínimo de 0,40 m.

O valor da superlargura calculado é aproximado para múltiplos de 0,20 m, sendo

aplicado metade do valor adotado para cada lado da pista.

De um modo geral, só se justifica a adoção de superlargura para valores

relativamente pequenos de raios, que normalmente só são freqüentes em rodovias de classe II

ou III ou em rodovias situadas em regiões de topografia muito adversa.

a) Cálculo da Superlargura para Pistas de Duas Faixas

BT LLS

FDGGGL BDLCT .2

Onde:

S – superlargura total da pista

LT – largura total em curva da pista de 2 faixas de rolamento

LB – largura básica estabelecida para a pista em tangente

GC – gabarito estático do Veículo de Projeto em curva

GL – gabarito (folga) lateral do Veículo de Projeto em movimento

GBD – gabarito requerido pelo percurso do balanço dianteiro do Veículo de Projeto

em curva

V-4

FD – folga dinâmica (folga transversal adicional para considerar a maior

dificuldade em manter a trajetória de veículos em curvas, determinada de

forma experimental e empírica).

R

ELG VC

.2

2

Onde:

LV – largura física do Veículo de Projeto, em metros;

E – distância entre eixos do Veículo de Projeto, em metros;

R – raio da curva, em metros.

LB (m) 6,00/6,40 6,60/6,80 7,00/7,20

GL (m) 0,60 0,75 0,90

RBDEBDRGBD .2.2

V-5

Onde:

BD – balanço dianteiro do veículo de projeto, em metros.

Obs.: Para ônibus e caminhões com 2 eixos e 6 rodas e para caminhões compostos

por uma unidade tratora simples e um semi-reboque, adota-se LV = 2,60 m, E

= 6,10 m e BD = 1,20 m.

R

VFD

.10

Onde:

V – velocidade diretriz, em km/h;

R – raio da curva, em metros.

5. DISTRIBUIÇÃO DA SUPERELEVAÇÃO

Nos trechos em tangente, a seção transversal da pista de rolamento de uma rodovia

de pista simples apresenta uma forma abaulada, em que as duas faixas de trânsito são

inclinadas em tono do eixo para os bordos, que se situam em cotas diferentes para escoamento

das águas para fora da rodovia.

Nos trechos em curva, a seção transversal da pista apresenta-se normalmente com

declividade constante, inclinada para o bordo interno da curva no valor da superelevação.

O giro da superfície do pavimento da pista em tangente para a curva, com o

objetivo de atingir a superelevação desejada, se dá parte na Curva de Transição e parte num

trecho denominado “Transição em Tangente”.

Pela figura a seguir pode-se observar que, dentro da transição em espiral, a

inclinação da faixa externa varia de 0% até a inclinação com valor da superelevação “tg ”.

Obs.: Na figura está sendo considerado que a declividade transversal em tangente é

1% e que a superelevação adotada é 8%.

Desta forma, define-se a Taxa de Distribuição da Superelevação como sendo a taxa

constante de variação da inclinação da faixa externa dentro da curva de transição em espiral.

cl

tgTDS

A essa mesma taxa, a faixa externa varia sua declividade desde o valor adotado

para o trecho em tangente (tg mín) até 0%, no início da curva de transição em espiral, ou seja,

dentro da Transição em Tangente. Assim, pode-se calcular o Comprimento de Transição em

Tangente.

V-6

TDS

tgl mínT

Exercício:

Para as curvas de uma rodovia classe II, região ondulada, abaixo, pede-se

determinar as cotas dos bordos direito e esquerdo da pista na estaca 20 + 0,00. Considerar

pavimento em concreto betuminoso bem acabado e cota do eixo constante e igual a 300,00 m.

Considerar, ainda, que a largura do Veículo de Projeto (LV) é igual a 2,60 m, que sua distância

entre eixos (E) é 6,10 m, e que seu balanço dianteiro (BD) é igual a 1,20 m.

Ponto de Interseção 1 – est 23 + 16,00

Ponto de Interseção 2 – est 130 + 10,00

Curva R (m) AC (º) lc (m) c

(rad)

c

(º) (º)

xc (m) yc (m) p (m) q (m) Ts (m) D (m)

1 190,00 38º 80,00 0,211 12,06 13,88 5,61 79,64 1,42 39,94 105,85 46,03

2 310,00 36º10’ 60,00 0,097 5,54 25,09 1,94 59,94 0,49 30,01 131,39 135,75

V-7

Est TE1 = 18 + 10,15 Est TE2 = 123 + 12,94

Est EC1 = 22 + 10,15 Est EC2 = 126 + 12,94

Est CE1 = 24 + 16,18 Est CE2 = 133 + 8,69

Est ET1 = 28 + 16,18 Est ET2 = 136 + 8,69

Solução:

Estaca 20 + 0,00 dentro da primeira curva de transição

Distância ao TE: (20 + 0,00) – (18 + 10,15) = 1 + 9,85 = 29,85 m

Rodovia classe II, região ondulada V = 70 km/h f = 0,15 (tabelado)

%3,5053,015,000,190127

702

x

tg

mm

TDS oo /066,0

00,80

%3,5

Na estaca 20 + 0,00 tem-se: 29,85 x 0,066 = 1,97%

Com relação à largura da pista, tem-se:

R

ELG VC

.2

2

mx

GC 698,200,1902

10,660,2

2

Rodovia classe II, região ondulada Largura da Faixa de Rolamento: 3,50 m

V-8

tabeladomGmxL LB 90,000,750,32

RBDEBDRGBD .2.2

mxGBD 042,000,19020,110,62.20,100,190 2

R

VFD

.10

mFD 508,000,190.10

70

mxLT 746,7508,0042,090,0698,22

mmS 80,0746,0000,7746,7

Na estaca 20 + 0,00 a largura da pista será:

mxL 30,700,80

85,2980,000,7

Ou seja, 3,65 m para cada lado do eixo.

Assim, a conformação da seção transversal da pista nessa estaca é:

Cota do Bordo Esquerdo:

cot BE = 300,00 + 0,0197 x 3,65 = 300,07 m

Cota do Bordo Direito:

cot BD = 300,00 – 0,02 x 3,65 = 299,93 m

VI-1

CAPÍTULO VI – TERRAPLENAGEM

1. GENERALIDADES

Terraplenagem é o movimento de terra efetuado para a construção da estrada,

constituindo-se em escavações, carregamento do material escavado, transporte ao local de

depósito (aterro) e compactação.

Essa compactação é feita de modo a aumentar a resistência do aterro executado,

além de diminuir sua permeabilidade e sua compressibilidade.

Altura de corte – é a diferença, em cada estaca, entre as cotas do terreno e do

greide, quando aquela for superior a esta. Indica a profundidade do corte que deve ser

realizado em cada estaca, no eixo da estrada, para atingir a plataforma.

Altura de aterro – é a diferença, em cada estaca, entre as cotas do terreno e do

greide, quando aquela for inferior a esta. Indica a altura de aterro que deve ser realizado em

cada estaca, no eixo da estrada, para atingir a plataforma.

As alturas de corte e de aterro também são chamadas de “cotas vermelhas”. Os

pontos correspondentes a cotas vermelhas nulas são chamados de “pontos de passagem” (PP)

(pontos de passagem de corte para aterro ou de aterro para corte).

Taludes – são as superfícies que limitam lateralmente os cortes e os aterros.

Pé do corte – é o ponto mais baixo do talude do corte na seção considerada.

Crista do corte – é a interseção do talude do corte com o terreno natural

(também chamada de “off-set”).

VI-2

Pé do aterro – é a interseção do talude do aterro com o terreno natural (também

chamado de “off-set”).

Crista do aterro – é o ponto mais alto do talude do aterro na seção considerada.

Banqueta do corte ou aterro – parte de um talude de corte ou aterro, de

inclinação muito suave ou em nível, destinada a quebrar a velocidade das águas que descem o

talude, reduzindo seu poder de erosão, além de melhorar a estabilidade do terreno.

VI-3

A inclinação dos taludes é função, no caso dos cortes, do tipo de terreno a ser

escavado e, no caso de aterros, do material que está sendo utilizado.

O espaçamento vertical entre banquetas usual é de 10,00 m.

A largura usual de banquetas é de 4,00 m.

VI-4

2. NOTA DE SERVIÇO DE TERRAPLENAGEM

Depois de elaborado o projeto de uma estrada em planta e em perfil, traçam-se as

seções transversais do terreno, geralmente de estaca em estaca, e são lançados os gabaritos de

corte e de aterro.

A informação sobre a configuração da seção de terraplenagem a ser executada em

cada estaca é dada por uma planilha, chamada “Nota de Serviço de Terraplenagem”, que

consiste no registro da distância ao eixo e da cota dos pontos que definem os gabaritos citados.

No caso da figura a seguir, os pontos de 1 a 6 encontram-se do lado esquerdo do eixo e os

pontos de 7 a 10, do lado direito.

Deve-se registrar que os lados direito e esquerdo do eixo são definidos

desenhando-se a seção de terraplenagem no sentido crescente do estaqueamento.

No campo, depois de locado o eixo, são marcados os “off-sets” (cristas dos cortes e

pés dos aterros), que definem a área dos trabalhos de terraplenagem em cada estaca e, por

meio da Nota de Serviço de Terraplenagem, são controladas as escavações e os aterros a

serem executados, com o auxílio da topografia.

Para calcular as cotas dos pontos é necessário se conhecer a cota de projeto no

eixo, obtida do Projeto Geométrico Vertical.

VI-5

NOTA DE SERVIÇO DE TERRAPLENAGEM

Estaca

Lado Esquerdo Cotas no Eixo Lado Direito

Dist. Dist. Dist. Dist. Terreno Projeto

Dist. Dist. Dist. Dist.

Cota Cota Cota Cota Cota Cota Cota Cota

A d4 d3 d2 d1

cE c0 d7 d8 d9 d10

c4 c3 c2 c1 c7 c8 c9 c10

d6 d5

c6 c5

3. CÁLCULO DE VOLUMES

O cálculo do volume de terra a ser escavado nos cortes, bem como o a ser lançado

nos aterros, é feito determinando-se a área de cada seção transversal desenhada, geralmente, a

cada 20 metros. Com essas áreas faz-se a cubação, que é o cálculo dos volumes de terra

movimentados. Também é possível calcular a distância média de transporte dos materiais.

Para a determinação do volume de material a ser escavado (aterrado) entre duas

estacas, admite-se que ele seja igual ao de um prisma de base definida como a média das áreas

de escavação (aterro) das estacas em questão, e altura igual à distância entre elas.

Assim, o volume de material entre as estacas i e i+1 é dado pela fórmula a seguir:

VI-6

dSS

Vii

.2

1

Onde:

Si – área da seção de escavação na estaca i

Si+1 – área da seção de escavação na estaca i+1

d – distância entre as estacas (normalmente 20 metros)

Obs.: Nas seções mistas, as áreas de corte e aterro são determinadas

separadamente, bem como seus respectivos volumes.

O cálculo dos volumes é apresentado em uma planilha, cujo modelo é apresentado

a seguir. Nessa planilha, as áreas e respectivos volumes de corte são classificados em 3 (três)

categorias em função da dificuldade de escavação.

Os materiais classificados como de 1.ª Categoria são aqueles facilmente escaváveis

com os equipamentos normais de escavação (motoscrapers e tratores de lâmina), como os

solos residuais maduros.

Os materiais classificados como de 2.ª Categoria são mais resistentes que os de 1.ª

Categoria, como por exemplo, os solos residuais jovens, requerendo uma operação prévia,

denominada “escarificação”, que consiste na passagem de uma espécie de arado (ripper) no

terreno para soltá-lo, antes da passagem dos equipamentos normais de escavação. Por

conseguinte, seu custo de escavação é superior à dos materiais de 1.ª Categoria.

Os materiais classificados como de 3.ª Categoria correspondem a rochas duras, que

requerem o uso sistemático de explosivos para o seu desmonte. Por isso, seu custo de

escavação é superior a todos os demais.

A classificação dos materiais a serem escavados, ainda na fase de projeto, é feita a

partir do resultado das sondagens efetuadas nos locais de corte. Já na fase de obra, a medição

dos serviços de escavação é feita a partir de uma classificação visual dos taludes

remanescentes dos cortes, além do acompanhamento das dificuldades encontradas ao longo da

sua execução.

VI-7

VI-8

O preenchimento da planilha é feito estaca por estaca, sendo as Áreas determinadas

a partir do desenho das seções transversais, através de planimetria (utilização de instrumento

denominado “planímetro”) ou outro método matemático aplicável.

As colunas correspondentes ao Volume Geométrico são preenchidas pela aplicação

da fórmula acima apresentada, colocando-se o resultado na linha correspondente à segunda

estaca.

As colunas correspondentes ao Volume Geométrico Acumulado são preenchidas

meramente somando-se o volume geométrico determinado para a estaca em questão ao

volume acumulado correspondente à estaca anterior.

Para o preenchimento das colunas correspondentes aos Volumes Homogêneos

Acumulados, há que se considerar que o material escavado em um corte, que lá ocupava um

volume VTC, ao ser compactado para a execução de um aterro passa a ocupar um volume

geralmente menor, que chamaremos VTA. Nessas colunas não são considerados os materiais

classificados como de 3.ª Categoria, pois eles não são normalmente utilizados para a execução

de aterros.

A relação entre esses volumes pode ser determinada a partir do conhecimento dos

pesos específicos aparentes secos daquele material antes de ser escavado e depois de ser

compactado.

TC

SCSC

V

P

TA

SASA

V

P

Onde:

SC – peso específico aparente seco do material antes de ser escavado

PSC – peso das partículas sólidas constituintes do volume escavado no corte

VTC – volume total (volume das partículas sólidas mais o volume de vazios) do

material escavado no corte

SA – peso específico aparente seco do material depois de ser compactado

PSA – peso das partículas sólidas constituintes do volume compactado no

aterro

VTA – volume total (volume das partículas sólidas mais o volume de vazios) do

material compactado no aterro

Admitindo-se que não há perda de partículas sólidas no transporte do material,

desde o local onde foi escavado até o local onde foi compactado, pode-se dizer que Psc e Psa

são iguais. Logo:

TA

SC

SATCTASATCSC VVVV ...

VI-9

Desta forma, para se saber o volume de material a ser escavado num determinado

corte para executar um aterro de volume VTA, basta multiplicar esse volume pela relação entre

os pesos específicos aparentes secos SA e SC, denominada Fator de Conversão.

Assim, para o preenchimento das colunas “Compensação Lateral” e “Bruckner”,

todos os volumes de aterro deverão ser multiplicados pelos Fatores de Conversão

correspondentes aos locais onde serão feitas as respectivas escavações.

A coluna “Compensação Lateral” será preenchida apenas quando nas colunas

correspondentes ao Volume Geométrico existirem volumes de corte e aterro na mesma estaca,

ou seja, nas seções mistas. A Compensação Lateral é o volume escavado transportado

lateralmente para preencher o aterro contíguo. Por convenção, quando o volume compensado

lateralmente for suficiente para completar o aterro, receberá sinal positivo, e, caso contrário,

negativo.

A coluna “Bruckner” será preenchida calculando-se o volume de material

excedente (após a compensação lateral) em cada estaca e somando-se (caso o volume

excedente for de corte) ou subtraindo-se (caso o volume excedente for de aterro) ao valor que

foi determinado para a estaca anterior. Para que todos os valores dessa coluna sejam positivos,

costuma-se atribuir para a estaca zero um valor bastante alto.

Obs.: O peso específico aparente seco do material a ser escavado no corte é obtido

através do Ensaio de Densidade In Situ, utilizando-se, geralmente, o método do “Frasco de

Areia”. Já o peso específico do material depois de compactado no aterro é obtido através do

Ensaio de Compactação, efetuado em laboratório.

4. DIAGRAMA DE BRUCKNER

Com os valores da última coluna da planilha “Cálculo de Volumes” desenhar-se-á

um diagrama que auxiliará na definição da forma mais econômica de se executar a

terraplenagem de um trecho de rodovia.

Tal diagrama possui as seguintes propriedades:

1) Os trechos ascendentes correspondem a cortes e os descendentes, a aterros.

2) Um máximo da poligonal corresponde à passagem de corte para aterro, e um

mínimo, de aterro para corte.

3) Linhas horizontais (Linhas Base) que cortam o diagrama definem segmentos de

áreas que correspondem a volumes de cortes e aterros compensados.

4) O valor da área de qualquer segmento acima citado corresponde ao valor do

momento de transporte correspondente ao volume compensado.

VI-10

5) As linhas horizontais mais convenientes são aquelas que acarretarão o menor

momento global de transporte.

Obs.: Volumes de corte não compensados serão destinados a bota-foras e volumes

de aterros não compensados necessitarão de empréstimos para completar esses

aterros.

Obs.: Momento de Transporte é o produto do volume transportado do local de

escavação (corte ou empréstimo) até o local de depósito (aterro ou bota-fora) pela

distância percorrida para se efetuar esse transporte.

Pelo Diagrama de Bruckner pode-se determinar os volumes de escavação (1.ª e 2.ª

Categorias) em cada corte disponíveis para compensação longitudinal pela diferença entre as

ordenadas do ponto mínimo e do ponto máximo, correspondentes às estacas de início e fim do

corte, respectivamente 0 e 10 no caso do corte C1.

Ex.: Volume do Corte C1 disponível para fazer aterro

VC1 = 10.460.000 – 10.000.000 = 460.000 m3

Pelo Diagrama de Bruckner, podem-se determinar os volumes que devem ser

escavados (1.ª e 2.ª Categorias) para execução de um determinado aterro pela diferença entre

VI-11

as ordenadas do ponto máximo e do ponto mínimo, correspondentes às estacas de início e fim

do corte, respectivamente 23 e 28, no caso do aterro A2.

Ex.: Volume a ser escavado para executar o Aterro A2

VA2 = 10.610.000 – 10.010.000 = 600.000 m3

Confirmando a segunda propriedade do Diagrama de Bruckner, verifica-se, ainda,

que as estacas 0, 10, 16, 23, 28, 36, 45, 65 e 71, correspondentes aos máximos e mínimos da

poligonal, têm cota vermelha nula.

Ao se traçarem as Linhas Base na altura das ordenadas 10.140.000 e 10.320.000,

são definidos segmentos de áreas que correspondem a cortes e aterros compensados.

Os volumes compensados são iguais às diferenças entre as ordenadas dos pontos

máximos ou mínimos da poligonal e as ordenadas das Linhas Base, conforme abaixo:

Volume compensado entre corte C1 e aterro A1 = 10.460.000 – 10.140.000 = 320.000 m3

Volume compensado entre corte C2 e aterro A2 = 10.610.000 – 10.140.000 = 470.000 m3

Volume compensado entre corte C3 e aterro A2 = 10.140.000 – 10.010.000 = 130.000 m3

Volume compensado entre corte C3 e aterro A3 = 10.680.000 – 10.320.000 = 360.000 m3

Volume compensado entre corte C4 e aterro A4 = 10.770.000 – 10.320.000 = 450.000 m3

Não estão compensados os seguintes volumes, extraídos do Diagrama de Bruckner:

Volume não compensado do corte C1 = 10.140.000 – 10.000.000 = 140.000 m3 (VBF1)

Volume não compensado do corte C3 = 10.320.000 – 10.140.000 = 180.000 m3 (VBF2)

Volume não compensado do aterro A4 = 10.320.000 – 10.200.000 = 120.000 m3 (VE)

Os volumes de corte não compensados devem ser destinados a bota-fora e os de

aterro devem ser buscados em empréstimos.

As áreas S1, S2, S3, S4 e S5 têm os seus valores iguais aos dos momentos de

transporte dos respectivos volumes compensados.

VI-12

dV – volume infinitesimal que é transportado da estaca A para a estaca B

x – distância de transporte percorrida pelo volume dV

x = est B – est A

dM dV . x

dM – momento de transporte infinitesimal, correspondente ao volume dV

A soma de todos os momentos de transporte infinitesimais dM, correspondentes a

todos os volumes infinitesimais dV, é igual à área da superfície S, limitada pela poligonal e

pela Linha Base, que, por sua vez, é igual ao momento de transporte correspondente ao

volume V.

O Momento Global de Transporte de uma determinada distribuição de volumes é

igual à soma de todas as áreas Si, mais os momentos de transporte dos volumes não

compensados.

Admitindo-se a posição do Centro de Gravidade do Bota-fora na estaca 17, a 250

metros do lado direito do eixo, e o Empréstimo por alargamento do corte C4 com Centro de

VI-13

Gravidade na estaca média desse corte (estaca 55), a 50 metros do lado esquerdo do eixo,

conforme figura abaixo, pode-se dizer que o Momento Global de Transporte da distribuição

de volumes correspondente às Linhas Base traçadas na altura das ordenadas 10.140.000 e

10.320.000 é dado por:

MG = S1 + S2 + S3 + S4 + S5 + VBF1 . dBF1 + VBF2 . dBF2 + VE . dE

Onde:

dBF1 – distância do centro de gravidade do corte C1 ao do bota-fora

dBF2 – distância do centro de gravidade do corte C3 ao do bota-fora

dE – distância do centro de gravidade do empréstimo ao do aterro A4

O cálculo das distâncias percorridas ao bota-fora e ao empréstimo é feito da

seguinte forma:

Centro de gravidade do corte C1 estaca média do corte C1 estaca 5

Centro de gravidade do bota-fora estaca 17, a 250,00 m do lado direito do eixo

dBF1 = (17 + 0,00) – (5 + 0,00) + 250,00 m = 12 x 20,00 + 250,00 = 490,00 m

Centro de gravidade do corte C3 estaca média do corte C3 estaca 32

Centro de gravidade do bota-fora estaca 17, a 250,00 m do lado direito do eixo

dBF2 = (32 + 0,00) – (17 + 0,00) + 250,00 m = 15 x 20,00 + 250,00 = 550,00 m

VI-14

Centro de gravidade do aterro A4 estaca média do aterro A4 estaca 68

Centro de gravidade do empréstimo estaca 55, a 50,00 m do lado esquerdo do

eixo

dE = (68 + 0,00) – (55 + 0,00) + 50,00 m = 13 x 20,00 + 50,00 = 310,00 m

Assim:

MG = Si + 140.000 x 490,00 + 180.000 x 550,00 + 120.000 x 310,00

Se alterarmos a posição das Linhas Base, os volumes totais dos cortes e aterros não

se alteram, mas sim sua distribuição.

Por essa nova distribuição, aumentou o volume do corte C1 que vai para bota-fora.

No entanto, não há mais volume do corte C3 indo para bota-fora. O volume de empréstimo

permaneceu igual. Aumentou a quantidade de áreas Si.

Essa nova distribuição acarretará outro valor para o Momento Global de

Transporte.

Cada alteração nas Linhas Base corresponderá a um novo valor do Momento

Global de Transporte. As Linhas Base mais adequadas são aquelas que correspondem ao

menor Momento Global de Transporte, cuja distribuição de volumes acarretará uma

terraplenagem mais econômica.

A partir do Momento Global de Transporte pode-se determinar a Distância Média

Global de Transporte, que é uma referência para se verificar quanto, em média, os

equipamentos de transporte terão de se deslocar para executar a terraplenagem planejada.

EiCi

GG

VV

MDMT

Onde:

VCi – somatório dos volumes de todos os cortes

VEi – somatório dos volumes de todos os empréstimos

VI-15

Obs.: A distância de transporte é um elemento que influi na distribuição de terras,

porque não é recomendável compensar cortes e aterros situados além da distância máxima

aplicável ao veículo de que se dispõe para o transporte.

Tratores de esteira – até 50 m

Motoscrapers – até 2.000 m

Caminhões – além de 2.000 m

5. ORIENTAÇÃO DE TERRAPLENAGEM

Ao se estabelecer, através do Diagrama de Bruckner, a distribuição de volumes

mais econômica, esta deverá ser transferida para uma planilha, denominada “Orientação de

Terraplenagem”, com o objetivo de orientar ao construtor quanto escavar de cada corte ou

empréstimo e para onde levar (aterro ou bota-fora).

ORIENTAÇÃO DE TERRAPLENAGEM

Origem Distância

de

Transporte

(m)

Destino

Segmento

entre

Estacas

Volume Segmento

entre

Estacas

Finalidade 1.ª Cat. 2.ª Cat. 3.ª Cat. Total

Essa planilha será preenchida contemplando todos os volumes escavados nos

cortes e empréstimos.

Na primeira coluna, são registradas as estacas de início e fim de cada corte ou a

localização do centro de gravidade do empréstimo. Cada corte terá tantas linhas quantos forem

os destinos do material dele escavado, o mesmo ocorrendo com os empréstimos.

Nas colunas relativas a Volume serão anotados os valores obtidos a partir das

informações do Diagrama de Bruckner, sendo a divisão por categorias (1.ª e 2.ª) efetuada com

base nos dados das sondagens realizadas no trecho em questão.

VI-16

Os volumes correspondentes aos materiais de 3.ª Categoria serão obtidos

diretamente da planilha “Cálculo de Volumes”, já que eles não são incluídos no Diagrama de

Bruckner. Esses volumes são, geralmente, destinados a bota-fora.

Nas colunas relativas a Destino, serão anotadas as estacas de início e fim dos

aterros para onde irão os materiais, ou a localização do centro de gravidade do bota-fora. Na

coluna “Finalidade”, será anotado “Aterro” se este for o destino do material considerado. Caso

o material se destine a bota-fora, anota-se “Bota-fora” na coluna mencionada. Se o material

for proveniente de empréstimo, anota-se “Empréstimo” na coluna mencionada.

A coluna relativa à Distância de Transporte será preenchida com a distância entre

os centros de gravidade da origem e do destino dos materiais. No caso de cortes e aterros, o

centro de gravidade é considerado como sendo a estaca média entre o início e o fim da obra.

6. ESPECIFICAÇÕES

6.1. Serviços Preliminares (Desmatamento, Destocamento e Limpeza)

Consiste na remoção total de toda a vegetação e camada de solo orgânico

superficial. As árvores devem ser cortadas e seus tocos e raízes removidos. Nessa operação

são utilizados, normalmente, tratores de esteira e, quando necessário, moto-serras.

Nas áreas além dos “off-sets”, até uma distância de 5 metros destes, recomenda-se

uma roçada do mato e erradicação de árvores de maior porte que possam vir a oferecer risco à

operação da estrada.

Para h < 2 metros, é necessário remover a camada orgânica vegetal antes de

executar o aterro. Para h > 2 metros, não é necessário remover a camada citada, pois ela não

vai influir no comportamento do aterro, bastando cortar a vegetação rente ao chão.

6.2. Fundações do Aterro

a) Fundações Normais – quando o terreno aonde vai se apoiar o aterro tem

capacidade de suporte suficiente para resistir à carga aplicada, sem deformações significativas,

não são necessários outros trabalhos além do desmatamento e limpeza, e aqueles decorrentes

da declividade da encosta.

VI-17

0 % < i < 25 % normalmente nesses casos só são necessárias escarificação e

recompactação do terreno nas mesmas condições exigidas para o corpo do aterro, para

aumentar a aderência entre o aterro e o terreno natural.

25 % < i < 40 % devem ser executados degraus (com a lâmina do trator), de

2,5 a 3,0 metros de altura, de modo a se conseguir melhor encaixe do aterro no terreno natural.

i > 40 % será exigido projeto específico para o local, provavelmente com

uma obra de contenção.

Obs.: Convém lembrar que, em todos os casos, devem ser atentamente observadas

surgências de água, presença de pontos de baixo suporte e a configuração de talvegues no

local de assentamento do aterro, devendo se tomar as medidas de drenagem e, se for o caso,

remoção desses materiais, para perfeito posicionamento da obra.

VI-18

b) Fundações em Solos Compressíveis – quando há a ocorrência de solos de baixa

capacidade de suporte em grandes extensões. Pode-se optar pelos seguintes procedimentos:

Convivência com os recalques – quando o aterro é de pequena altura e os

recalques por adensamento são pequenos (cuidados com o abaulamento transversal da pista e

provável necessidade de recomposição do pavimento de tempos em tempos);

Remoção da camada compressível (com “drag-line”, com explosivos ou

expulsão do material compressível com o próprio peso do aterro) – possível quando a

espessura dessa camada não for muito grande (necessidade de implantação de colchão

drenante até uma altura acima do nível do lençol freático da região);

Aceleração dos recalques (sobrecargas, drenos verticais) – medidas possíveis

apenas durante a construção do aterro, havendo necessidade de se acompanhar a evolução dos

recalques para verificação da correção do projeto (tempo de espera pode ultrapassar 6 meses);

Bermas de Equilíbrio – aplicadas quando há risco de ruptura da fundação

(construção do aterro por etapas, cada uma com altura menor que a crítica).

chcrít

.4

Onde:

c – coesão da camada compressível

- peso específico do aterro

6.3. Cortes

a) Em rocha

Nos cortes em rocha, pela dificuldade em se escavar regularmente o fundo da

escavação de modo a conformar a plataforma de terraplenagem e, também, para homogeneizar

o projeto do pavimento, costuma-se elaborar o plano de detonação de modo a avançar além do

greide, preenchendo-se esse espaço com material selecionado.

VI-19

b) Em solo

Nos cortes em solo onde o material constituinte do fundo da escavação não tem

capacidade de suporte suficiente, costuma-se avançar além do greide, substituindo-se o solo

removido por material selecionado.

6.4. Bota-foras

Além dos materiais classificados como de 3.ª Categoria e aqueles excedentes da

distribuição definida pelo Diagrama de Bruckner, outros também são destinados a bota-fora,

por apresentarem características indesejáveis para a estrada.

Materiais de baixo suporte (depende do estudo do subleito);

Materiais com expansão superior a 4 %;

Materiais com Limite de Liquidez muito elevado (conservam muito tempo a

umidade).

Cuidados especiais também devem ser tomados quando do depósito de materiais

nos bota-foras, de modo a mantê-los estáveis e não causar danos ambientais.

6.5. Empréstimos

Na escavação de empréstimos, cuidados devem ser tomados para que não seja

causada uma situação de instabilidade na obra e nos terrenos vizinhos.

VI-20

6.6. Aterros

Os aterros devem ser executados em camadas que variam com o equipamento

empregado na compactação. Em média, são lançadas camadas com cerca de 30 cm de

espessura, para que, depois de compactadas, fiquem com cerca de 15 cm.

As camadas mais superiores dos aterros recebem maiores cuidados na seleção dos

materiais a serem utilizados, bem como na sua compactação, por comporem a fundação do

pavimento.

O material do corpo do aterro não poderá apresentar expansão superior a 4 % no

ensaio específico. Essa parte do aterro deverá ser compactada até atingir um Grau de

Compactação igual ou superior a 95 % do Proctor Normal, ou seja, o peso específico aparente

seco atingido no campo deverá ser igual ou superior a 95 % do peso específico seco máximo

obtido no ensaio de compactação realizado com o material a ser utilizado no aterro, efetuado

com energia de compactação correspondente ao do Proctor Normal.

O material da camada final não poderá apresentar expansão superior a 2 % no

ensaio específico. Essa parte do aterro deverá ser compactada até atingir um Grau de

Compactação igual ou superior a 100 % do Proctor Normal, ou seja, o peso específico

aparente seco atingido no campo deverá ser igual ou superior a 100 % do peso específico seco

máximo obtido no ensaio de compactação realizado com o material a ser utilizado no aterro,

efetuado com energia de compactação correspondente ao do Proctor Normal.

O aterro deverá ser compactado com teor de umidade em torno da umidade ótima

obtida no ensaio de compactação realizado com o material a ser utilizado (tolerância de

2%).

Os materiais a serem utilizados nos aterros não poderão conter matéria orgânica.

VI-21

smáx – peso específico seco máximo

hot – umidade ótima

00100xGC

Smáx

Scampo

Onde:

GC – grau de compactação

Scampo – peso específico aparente seco determinado no campo pelo Ensaio de

Densidade In Situ

Smáx – peso específico seco máximo determinado em laboratório pelo Ensaio de

Compactação

O controle tecnológico (grau de compactação e umidade) do aterro deverá ser

realizado numa freqüência que depende da camada em execução.

Corpo do aterro – a cada 1.000 m3 compactados

Camada final – a cada 200 m3 compactados

Com relação ao controle geométrico do aterro, admite-se uma tolerância nas cotas

do greide de mais ou menos 5 cm. Com relação à largura da plataforma, a tolerância é apenas

para mais 30 cm.

VII-1

CAPÍTULO VII – DRENAGEM

1. GENERALIDADES

Drenagem é o conjunto de dispositivos e providências adotados para controle e

condução das águas que possam interferir na estrada.

1.1. Efeitos Nocivos da Água

a) Alagamento (embebição do solo fino)

Redução da resistência ao cisalhamento do solo, com conseqüente perda de

suporte, o que ocasiona depressões indesejáveis ou escorregamentos de

massas dos taludes;

Variação de volume de alguns tipos de solos ditos expansivos;

Aumento do peso do solo nos taludes, o que contribui para deslizamentos

inesperados;

Produção de força ascencional devido a pressões hidrostáticas transmitidas

pela passagem dos veículos (formação de bolsões de lama no lastro de

ferrovias e ruptura do pavimento rígido de rodovias).

b) Ação Dinâmica (erosão)

Falta de apoio para a superestrutura de ferrovias, comprometendo a

estabilidade da linha;

Destruição dos taludes de cortes e aterros.

c) Diminuição da Velocidade do Fluxo de Água (assoreamento)

Entupimento das obras de drenagem pelas partículas de solo carreadas pela

água;

Soterramento da própria via, com sério perigo para o tráfego.

1.2. Medidas para Evitar os Problemas Causados pela Água

a) Para Evitar o Alagamento

Escolha da posição do traçado no terreno, de forma a não se ficar com o

greide abaixo das depressões naturais;

Dimensionamento criterioso das seções de vazão das estruturas de

drenagem superficial;

Previsão de drenagem profunda ou subterrânea nos cortes em que for

constatada a presença de lençol freático, a fim de diminuir o teor de

umidade do solo;

VII-2

Execução de drenos cegos em aterros sobre nascentes de água, para facilitar

seu escoamento;

Abaulamento da plataforma para propiciar o rápido escoamento lateral das

águas pluviais;

b) Para minimizar o Efeito da Erosão

Escoamento das águas por canais e condutos com controle de vazão, sendo

adotadas declividades coerentes com a resistência à velocidade de

escoamento do material constituinte dos canais;

Revestimento dos taludes com gramíneas e/ou leguminosas, pedra

(enrocamentos), material betuminoso, concreto projetado, etc;

A partir de determinada altura dos taludes, compartimentação destes com

banquetas;

Não se deve devolver o fluxo de água ao terreno natural vizinho da estrada,

sem que se tenha amortecido convenientemente sua velocidade;

Cuidados especiais devem ser tomados também com empréstimos e bota-

foras.

c) Medidas Contra o Assoreamento

Ação meticulosa do serviço de conservação, com limpeza constante das

sarjetas, valetas, valas e bueiros.

2. DRENAGEM SUPERFICIAL

É o conjunto de dispositivos e providências implantados para captar e/ou facilitar o

escoamento, para fora dos limites da estrada, das águas que se encontram na superfície do

terreno.

Abaulamento da plataforma (função da rugosidade do revestimento das pistas

de rolamento);

Inclinação dos acostamentos (5 %) e das banquetas (3 a 4 %);

Valetas de proteção das cristas dos cortes ou dos pés dos aterros, constituídas

por canais longitudinais que se destinam a interceptar as águas dos terrenos vizinhos que

afluam ao corpo estradal, podendo ser revestidos por grama ou concreto, conforme a

declividade;

Sarjetas, geralmente executadas em concreto, que são implantadas para

conduzir as águas nas laterais das plataformas ou nas banquetas dos taludes, levando-as para

fora da estrada;

Corta-Rios, que são valetas destinadas a afastar um curso d’água do terreno

onde será implantada a estrada;

Descidas d’Água, constituídas por estruturas especiais que conduzem as águas

das sarjetas e valetas em encostas com declividades acentuadas, de forma a não provocar

erosão;

VII-3

Bacias de Dissipação, cuja finalidade é amortecer um fluxo d’água que escoe

no regime rápido, proporcionando a perda de energia necessária para que esse fluxo passe a

escoar em regime compatível com a resistência da calha natural que irá recebê-lo;

Bacias de Captação, que são áreas construídas à montante de estruturas de

drenagem, destinadas a facilitar a entrada da água (quando se deseja captar as águas para uma

estrutura com a boca de montante enterrada, utiliza-se uma Caixa Coletora);

Sangradouros, consistindo de drenos implantados em camadas impermeáveis

do pavimento, ou mesmo do acostamento, ou em cortes de pequena altura e grande extensão;

Bueiros, Pontilhões e Pontes, que são estruturas de drenagem destinadas a dar

continuidade aos cursos d’água, perenes ou intermitentes, interceptados transversalmente pela

estrada.

VII-4

3. DRENAGEM PROFUNDA

É o conjunto de elementos instalados no interior do subleito ou dos taludes dos

cortes, destinado a interceptar o escoamento da água subterrânea e rebaixar o lençol freático

existente, de forma a evitar que a franja capilar atinja a plataforma ou que prejudique a

capacidade de suporte do subleito.

Drenos Profundos Longitudinais, que são, geralmente, valas de profundidade

mínima de 1,50 metros por 50 cm de largura, posicionadas, longitudinalmente, abaixo dos

bordos da plataforma, e afastadas do fundo das sarjetas de corte para não permitir a infiltração

de águas superficiais no dreno;

Drenos Sub-horizontais, que se constituem de furos, geralmente de 3 (três)

polegadas de diâmetro, abertos no maciço, nos quais são introduzidos tubos de PVC

perfurados (diâmetro de 2”), envoltos com tela de nylon (dupla camada) ou geotêxtil para não

entupirem, inclinados de cerca de 5º com a horizontal para facilitarem o escoamento da água.

VII-5

Drenos Profundos Transversais (“espinhas de peixe”), que são utilizados

quando os drenos Profundos longitudinais não são suficientes para rebaixar o nível do lençol

freático;

Os drenos “espinha de peixe” são inclinados de 45º a 60º em relação ao eixo,

com profundidade de 0,40 a 0,60 m, e declividade igual a da plataforma, espaçados a cada 10

a 20 metros. São ligados aos drenos profundos longitudinais e preenchidos com o mesmo

material filtrante, sendo complementados com selo de argila.

VII-6

Colchão Drenante, que consiste numa camada de material granular, colocada

para impedir que a água ascenda por capilaridade;

Drenos Cegos, que consistem em pacotes de material drenante envolvido por

geotêxtil, implantados em talvegues ou surgências de água que serão cobertos por aterro.

4. PROJETO DE DRENAGEM

4.1. Definições

a) Bacia de Contribuição – é a região do terreno, geralmente limitada pelos

divisores de água e pela própria obra em questão, que contribuirá com água para o dispositivo

de drenagem. As bacias são classificadas segundo as suas áreas de contribuição:

VII-7

Bacias Pequenas – áreas até 1,0 km2;

Bacias Médias – áreas compreendidas entre 1,0 e 10,0 km2;

Bacias Grandes – áreas superiores a 10,0 km2.

b) Intensidade de Chuva – é a velocidade de precipitação.

Ao se analisar um pluviograma obtido de um pluviógrafo, verifica-se que a

intensidade de uma precipitação é variável ao longo do intervalo de tempo considerado.

Toma-se, então, a intensidade máxima média, que é o quociente da altura pluviométrica obtida

em determinado intervalo de tempo. Têm-se assim intensidades variáveis conforme se

considerem as durações de 5, 15, 30, 60 minutos, etc.

t

Pi

Onde:

i – intensidade de chuva, em mm/h

P – altura pluviométrica, em mm

t – duração da precipitação, em h

Tais fatos permitem estabelecer relações empíricas do tipo a seguir, para diferentes

regiões, correlacionando-se a intensidade, a duração e o tempo de recorrência.

mn

r

bt

Tai

.

Onde:

i – intensidade de chuva (mm/h);

Tr – tempo de recorrência (anos);

t – duração da precipitação (min);

a, b, m, n – parâmetros locais.

A partir dessa expressão, pode ser traçada uma curva intensidade x tempo de

duração x tempo de recorrência.

VII-8

Obs.: Geralmente, considera-se o tempo de duração da chuva igual ao tempo de

concentração da bacia para um determinado tempo de recorrência. Com efeito, da

conformidade do conceito teórico de tempo de concentração de uma bacia, para

uma chuva de determinada intensidade, a máxima contribuição ocorrerá no instante

em que a última porção de água precipitada que se escoa atinge a seção em estudo.

Portanto, contando o tempo desde o início da precipitação, ter-se-á a máxima

contribuição da bacia no instante em que se chegar ao tempo de concentração, para

a intensidade considerada,

Do estudo das precipitações constatam-se os seguintes princípios:

A intensidade máxima média decresce com o tempo de duração da

precipitação.

As precipitações são tanto mais raras quanto mais intensas.

c) Tempo de Recorrência – é uma grandeza estatística que indica o intervalo de

tempo em que uma chuva de determinada intensidade será igualada ou ultrapassada (expresso

em anos).

O tempo de recorrência a ser adotado depende da importância do dispositivo de

drenagem que está sendo dimensionado.

Sarjetas e valetas: 5 a 20 anos

Bueiros: 20 a 50 anos

Bueiros especiais, pontilhões e pontes: 30 a 100 anos

d) Tempo de Concentração – é o tempo decorrido entre o início da precipitação e

o instante em que toda a bacia estiver contribuindo para a seção em estudo, supondo que a

precipitação ocorra com intensidade constante ao longo de toda a área da bacia.

VII-9

O tempo de concentração de uma bacia hidrográfica pode ser dado pela Fórmula de

George Ribeiro, cuja expressão é a seguinte:

04,0.100..2,005,1

.16

Ip

Ltc

Onde:

tc – tempo de concentração (min);

L – extensão do talvegue (km);

p – porcentagem da bacia coberta por vegetação (%);

I – declividade média do talvegue (m/m);

e) Coeficiente de Escoamento ou de Deflúvio (Run-Off) – é a relação entre o

volume de água escoado superficialmente e o precipitado. Seu valor depende do tipo de solo,

da cobertura vegetal e da declividade média da bacia.

COEFICIENTE DE ESCOAMENTO – RUN-OFF

Cobertura Vegetal

Valores de C

Declividade D

Forte

(D>12%)

Alta

(12%>D>5%)

Média

(5%>D>2%)

Suave

(2%>D>0%)

Sem vegetação 0,85 – 0,95 0,75 – 0,50 0,95 – 0,40 0,95 – 0,35

Campo natural (vegetação baixa) 0,70 – 0,50 0,60 – 0,40 0,50 – 0,30 0,45 – 0,25

Arbusto cerrado (vegetação média) 0,65 – 0,45 0,55 – 0,40 0,45 – 0,30 0,40 – 0,25

Mata (vegetação densa) 0,60 – 0,40 0,50 – 0,35 0,40 – 0,25 0,35 – 0,20

Cultivado, lavoura (não em curva de

nível) - 0,40 – 0,35 0,35 – 0,25 0,30 – 0,20

COEFICIENTE DE ESCOAMENTO – RUN-OFF

Discriminação C

Revestimento de concreto de cimento Portland 0,70 a 0,90

Revestimento betuminoso 0,80 a 0,95

Revestimento primário 0,40 a 0,60

Solos sem revestimento com baixa permeabilidade 0,40 a 0,65

Solos sem revestimento com permeabilidade moderada 0,10 a 0,30

Taludes gramados 0,50 a 0,70

Prados e campinas 0,10 a 0,40

Áreas florestais 0,10 a 0,25

Terrenos cultivados em zonas altas 0,15 a 0,40

Terrenos cultivados em vales 0,10 a 0,30

4.2. Dimensionamento de Estruturas de Drenagem

a) Fase Hidrológica

Nessa fase é determinada a Vazão de Contribuição, ou seja, a vazão para a qual

será dimensionado o dispositivo de drenagem. Essa vazão pode ser determinada por fórmulas

empíricas (Iszkowski, Burkli-Ziegler, Talbot), métodos estatísticos, métodos

VII-10

hidrometeorológicos, Método do Hidrograma Triangular Unitário, ou pelo Método Racional

(para pequenas e médias bacias).

Método Racional:

Pequenas Bacias (até 1,0 km2)

AiCQproj ...278,0

Onde:

Qproj – descarga de projeto, em m3/s;

0,278 – fator de conversão de unidades;

C – coeficiente de escoamento, adimensional;

i – intensidade média da precipitação sobre toda a área drenada, em mm/h;

A – área da bacia de contribuição, em km2

Bacias Médias (de 1,0 a 10,0 km2)

9,0...278,0 AiCQproj

b) Fase Hidráulica

Nessa fase é feita a escolha da seção de vazão da estrutura de drenagem,

verificando sua adequação.

Para dispositivos de drenagem em forma de canal, a velocidade de fluxo é dada

pela Fórmula de Manning:

n

IRV H

2/13/2 .

Onde:

V – velocidade do fluxo de água, em m/s;

RH – raio hidráulico, em m;

I – declividade média do canal, em m/m;

n – rugosidade das paredes do canal (Coeficiente de Manning)

P

SRH

P – perímetro molhado

VII-11

COEFICIENTE DE MANNING

Superfície n

Madeira bem aplainada 0,009

Concreto acabado 0,012

Tubo de cerâmica vitrificada e de concreto, alvenaria de tijolos média e madeira não

aplainada 0,015

Concreto rugoso, alvenaria de qualidade inferior, boa alvenaria de pedra tosca 0,017

Terra nua, pedra tosca 0,021

Leivas e ervas 0,025

Para dispositivos de drenagem em forma de canal, a vazão admissível será dada

pela Fórmula de Manning associada à equação da continuidade da hidráulica dada por:

SVQ .

VELOCIDADE MÁXIMA PERMITIDA DA ÁGUA

Cobertura Superficial V (m/s)

Grama comum firmemente implantada 1,50 a 1,80

Tufos de grama com solo exposto 0,60 a 1,20

Argila 0,80 a 1,30

Argila coloidal 1,30 a 1,80

Lodo 0,35 a 0,85

Areia fina 0,30 a 0,40

Areia média 0,35 a 0,45

Cascalho fino 0,50 a 0,80

Silte 0,70 a 1,20

Alvenaria de tijolos 2,50

Concreto de cimento Portland 4,50

Aglomerados resistentes 2,00

Revestimento betuminoso 3,00 a 4,00

n

IRSQ H

adm

2/13/2 ..

Onde:

S – área da seção molhada do canal, em m2;

V – velocidade do fluxo d’água;

Qadm – vazão admissível do canal, em m3/s.

Roteiro para Dimensionamento de Canais (sarjetas, canaletas, valetas, etc.):

Fixar o tipo de seção a ser adotada (projetos já existentes);

Determinar a declividade média do canal;

Fixar a velocidade máxima admissível, tendo em vista o revestimento

escolhido e, conseqüentemente, o coeficiente de rugosidade;

Determinar o bordo livre (folga) do canal, que é a distância vertical do topo

do canal à superfície da água na condição de projeto, como segurança ao

VII-12

transbordamento, de acordo com as indicações abaixo (canais revestidos).

Outro critério é o de se adotar 10 % da altura do canal;

BORDO LIVRE

Vazão (m3/s) f (cm)

Até 0,25 10

0,25 a 0,56 13

0,56 a 0,84 14

0,84 a 1,40 15

1,40 a 2,80 18

Acima de 2,80 20

Estabelecer as dimensões da seção de vazão e calcular os respectivos

elementos hidráulicos da seção (perímetro molhado, área molhada e raio

hidráulico), determinando-se a velocidade e a vazão admissível do canal;

Comparar a vazão admissível com a de projeto. O canal adequado deverá

apresentar Qadm > Qproj;

Verificar se a velocidade de escoamento é compatível com a resistência à

erosão do material constituinte do canal. O revestimento adequado deverá

apresentar Vadm > V.

c) Fase Estrutural

Nessa fase é feito o dimensionamento estrutural do dispositivo de drenagem,

principalmente daqueles sujeitos a esforços decorrentes da passagem de veículos ou que vão

suportar empuxos de terra ou de água.

5. BUEIROS

5.1. Objetivo e Características

Os bueiros de uma estrada são galerias executadas cruzando o eixo da via, com o

objetivo de possibilitar o escoamento das águas de montante para jusante da obra. São

compostos por bocas e corpo.

VII-13

Corpo é a parte situada sob a plataforma dos cortes ou aterros (bueiros de greide) e

sob os corpos dos aterros (bueiros de grota). As bocas constituem os arremates, à montante e à

jusante, e são compostas de soleira, muro de testa e alas.

No caso do nível de entrada d’água na boca de montante estar situado abaixo da

superfície do terreno natural, a referida boca deverá ser substituída por uma caixa coletora.

5.2. Classificação

a) Quanto à Forma da Seção

Tubulares – seção circular;

Celulares – seção retangular ou quadrada;

Especiais – seção diferente das anteriores

Obs.: Os bueiros metálicos corrugados (tipo ARMCO) apresentam uma gama

maior de formas e dimensões, entre elas: circular, lenticular, elíptica e arcos

semicirculares ou compostos, onde a curva da abóbada não obedece a apenas

um raio de curvatura.

VII-14

b) Quanto à Esconsidade

A esconsidade é definida pelo ângulo formado entre o eixo longitudinal do

bueiro e a normal ao eixo longitudinal da rodovia. A esconsidade é à direita, se a normal ao

eixo da rodovia estiver à direita do eixo longitudinal do bueiro, e à esquerda, caso contrário.

Normais – eixo longitudinal do bueiro coincide com a normal ao eixo da

rodovia;

Esconsos – eixo longitudinal do bueiro faz um ângulo diferente de zero

com a normal ao eixo da rodovia.

c) Quanto ao Número de Linhas

Simples – apenas uma linha de tubos, células, etc.;

Duplos – duas linhas;

Triplos – três linhas.

Nomenclatura:

- BSTC – bueiro simples tubular de concreto;

- BDTC – bueiro duplo tubular de concreto;

- BTTC – bueiro triplo tubular de concreto;

- BSCC – bueiro simples celular de concreto;

- BDCC – bueiro duplo celular de concreto;

- BTCC – bueiro triplo celular de concreto.

VII-15

d) Quanto ao Material

Concreto Simples;

Concreto Armado;

Chapa Metálica Corrugada.

5.3. Projeto do Bueiro

a) Levantamento Topográfico

O projeto é precedido de um levantamento topográfico adequado, com curvas de

nível de metro em metro. Sobre a planta resultante deverá ser projetado o bueiro.

b) Pesquisa de Declividade e Estudos Geotécnicos

Ao ser escolhida a posição mais recomendável para o bueiro, deve ser levada em

conta a condição de que, normalmente, a declividade de seu corpo deve variar entre 0,4 e 5 %.

Quando essa declividade for superior a 5 %, o bueiro deve ser projetado em degraus e ter o

berço com dentes de fixação no terreno.

VII-16

Quando a velocidade da boca de jusante for superior à recomendada para a

natureza do terreno natural existente, devem ser previstas bacias de amortecimento.

c) Fundações

Os estudos geotécnicos devem ser feitos através de sondagens, se necessário, para

avaliação da capacidade de suporte do terreno natural, principalmente nos casos de aterros

altos e nos locais de presumível presença de solos compressíveis.

Os bueiros tubulares de concreto podem, quanto às fundações, ter soluções mais

simples, com assentamento direto no terreno natural (apenas com uma ligeira acomodação

cilíndrica) ou em valas de altura média igual ao seu diâmetro. Pode ser necessária uma base de

concreto magro, para uma melhor adaptação ao terreno natural.

5.4. Dimensionamento

Em termos hidráulicos, os bueiros podem ser dimensionados como canais,

vertedouros ou orifícios, sendo a escolha da forma de dimensionamento dependente do bueiro

poder ou não trabalhar com carga hidráulica à montante (função do tempo de recorrência,

classe da rodovia e sua repercussão econômica).

VII-17

Essa decisão é tomada pelo projetista, levando em consideração a possibilidade de

essa sobrecarga afetar a segurança do corpo estradal devido à altura do greide, ou de provocar

inundações à montante. Nesse caso, o bueiro deverá trabalhar como canal, sem carga

hidráulica.

Por outro lado, caso a elevação do nível d’água à montante não traga nenhum risco

ao corpo estradal ou a terceiros, o bueiro pode ser dimensionado como orifício, respeitando-

se, evidentemente, a cota do nível d’água máximo à montante.

Além desses procedimentos, o bueiro pode ser dimensionado utilizando-se o

método alternativo constante na Circular n.º 5 do “Bureau of Public Roads – USA” que,

baseado em ensaios de laboratório e observações de campo, desenvolveu uma nova

metodologia para o dimensionamento de bueiros, com ou sem carga hidráulica, apoiado na

pesquisa da posição do nível d’água à montante e à jusante da obra.

Segundo essa Circular, os bueiros são divididos, quanto ao fluxo, em dois tipos,

abaixo especificados.

a) Com Controle de Entrada

Controle de entrada significa que a capacidade de descarga do bueiro é controlada

em sua entrada, pela profundidade da água represada à montante (Hw), pela geometria da boca

de entrada e pela seção transversal do conduto.

As relações represamento/altura ou diâmetro do bueiro (Hw / D), para os bueiros

com controle de entrada, foram obtidas através de pesquisas em modelos nos laboratórios, e

verificadas, em alguns casos, com protótipos.

Essas pesquisas foram analisadas e serviram de base para a confecção de

nomogramas que permitem determinar a capacidade dos bueiros com controle de entrada. Eles

dão a altura da água represada (Hw), que é o elemento que deve limitar a capacidade da obra.

Em outras palavras, o bueiro com controle de entrada deve ter seção transversal mínima e

condições de boca que lhe permita escoar a vazão desejada com o máximo de represamento

adotado para projeto.

b) Com Controle de Saída

Se o escoamento à montante é influenciado pelas condições de escoamento à

jusante, diz-se que deve ser realizado o dimensionamento com controle de saída. Essa situação

ocorre quando o nível d’água de jusante tem pequena diferença para o nível d’água de

VII-18

montante ou quando as perdas no interior do conduto conduzem a um escoamento no regime

lento, com tirante superior ao tirante crítico. Não será abordado aqui esse tipo de

dimensionamento.

5.5. Roteiro para Dimensionamento

a) Cálculo da Vazão de Projeto

Para pequenas e médias bacias pode-se adotar o Método Racional:

Pequenas Bacias (até 1,0 km2)

AiCQproj ...278,0

Onde:

Qproj – descarga de projeto, em m3/s;

0,278 – fator de conversão de unidades;

C – coeficiente de escoamento, adimensional;

i – intensidade média da precipitação sobre toda a área drenada, em mm/h;

A – área da bacia de contribuição, em km2

Bacias Médias (de 1,0 a 10,0 km2)

9,0...278,0 AiCQproj

b) Escolha do Bueiro

Tomam-se as Tabelas “Vazão, Velocidade e Declividade Crítica de Bueiros

Tubulares e Celulares de Concreto como Canal”.

Escolher o bueiro cuja vazão crítica seja imediatamente superior à Vazão

de Projeto (Qproj);

Determinar a declividade crítica correspondente através da tabela (Icrít);

Comparar a declividade crítica com a declividade do bueiro:

L

JMI

cotcot

Onde:

I – declividade do bueiro (m/m);

cot M – cota da soleira da boca de montante (m);

cot J – cota da soleira da boca de jusante (m);

L – comprimento do bueiro em planta (m).

A declividade do bueiro deve ser maior ou igual à declividade crítica para o

escoamento se dar no regime rápido ou crítico, para o bueiro funcionando como canal.

VII-19

VAZÃO, VELOCIDADE E DECLIVIDADE CRÍTICA DE BUEIROS

TUBULARES DE CONCRETO TRABALHANDO COMO CANAL

TIPO DIÂMETRO

(m)

ÁREA

MOLHADA

CRÍTICA

(m2)

VAZÃO

CRÍTICA

(m3/s)

VELOCIDADE

CRÍTICA

(m/s)

DECLIVIDADE

CRÍTICA

(%)

BSTC 0,60 0,22 0,43 1,98 0,88

BSTC 0,80 0,39 0,88 2,29 0,80

BSTC 1,00 0,60 1,53 2,56 0,74

BSTC 1,20 0,87 2,42 2,80 0,70

BSTC 1,50 1,35 4,22 3,14 0,65

BDTC 1,00 1,20 3,07 2,56 0,74

BDTC 1,20 1,73 4,84 2,80 0,70

BDTC 1,50 2,71 8,45 3,14 0,65

BTTC 1,00 1,81 4,60 2,56 0,74

BTTC 1,20 2,60 7,26 2,80 0,70

BTTC 1,50 4,06 12,67 3,14 0,65

VAZÃO, VELOCIDADE E DECLIVIDADE CRÍTICA DE BUEIROS

CELULARES DE CONCRETO TRABALHANDO COMO CANAL

TIPO

BASE

x

ALTURA

(m x m)

ÁREA

MOLHADA

CRÍTICA

(m2)

VAZÃO

CRÍTICA

(m3/s)

VELOCIDADE

CRÍTICA

(m/s)

DECLIVIDADE

CRÍTICA

(%)

BSCC 1,0 x 1,0 0,67 1,71 2,56 0,78

BSCC 1,5 x 1,5 1,50 4,70 3,14 0,68

BSCC 2,0 x 1,5 2,00 6,26 3,14 0,56

BSCC 2,0 x 2,0 2,67 9,64 3,62 0,62

BSCC 2,0 x 2,5 3,33 13,48 4,05 0,69

BSCC 2,0 x 3,0 4,00 17,72 4,43 0,76

BSCC 2,5 x 2,5 4,17 16,85 4,05 0,58

BSCC 3,0 x 1,5 3,00 9,40 3,14 0,44

BSCC 3,0 x 2,0 4,00 14,47 3,62 0,47

BSCC 3,0 x 2,5 5,00 20,22 4,05 0,51

BSCC 3,0 x 3,0 6,00 26,58 4,43 0,54

BDCC 2,0 x 1,5 4,00 12,53 3,14 0,56

BDCC 2,0 x 2,0 5,33 19,29 3,62 0,62

BDCC 2,0 x 2,5 6,67 26,96 4,05 0,69

BDCC 2,0 x 3,0 8,00 35,44 4,43 0,76

BDCC 2,5 x 2,5 8,33 33,70 4,05 0,58

BDCC 3,0 x 1,5 6,00 17,79 3,14 0,44

BDCC 3,0 x 2,0 8,00 28,93 3,62 0,47

BDCC 3,0 x 2,5 10,00 40,44 4,05 0,51

BDCC 3,0 x 3,0 12,00 53,16 4,43 0,54

BTCC 2,0 x 2,0 8,00 28,93 3,62 0,62

BTCC 2,0 x 2,5 10,00 40,44 4,05 0,69

BTCC 2,5 x 2,5 12,50 50,55 4,05 0,58

BTCC 3,0 x 2,0 12,00 43,40 3,62 0,47

BTCC 3,0 x 2,5 15,00 60,66 4,05 0,51

BTCC 3,0 x 3,0 18,00 79,73 4,43 0,54

VII-20

c) Verificação da Velocidade

Dado que se conhece a declividade do bueiro (I) e sua seção, deve-se verificar se

aquela não provocará erosão do material constituinte do bueiro, que no caso do concreto é

igual a 4,5 m/s. Caso a velocidade seja superior, dever-se-á reposicionar o bueiro, diminuindo-

se sua declividade, ou mudar o tipo de material constituinte deste ou mesmo sua geometria.

Em alguns casos, poder-se-á especificar um aumento da espessura da estrutura de concreto do

bueiro para compensar a erosão provocada pela água.

smn

IRV H /5,4

. 2/13/2

d) Verificação do Controle de Entrada

Tomam-se os Nomogramas “Profundidade da Carga Hidráulica à Montante para

Bueiros de Tubo de Concreto ou em Célula de Concreto com Controle de Entrada”, utilizados

como indicado abaixo.

Bueiros Tubulares (D – diâmetro do bueiro)

Bueiros Celulares (D e B – altura e largura do bueiro)

VII-21

VII-22

VII-23

e) Verificação da Sobrecarga

A sobrecarga na boca de montante não pode ser superior a 1,0 metro.

Hw – D < 1,0 m

6. PONTILHÕES E PONTES

Os pontilhões e as pontes são obras utilizadas para transposição de talvegues nos

casos em que, por imposição da descarga de projeto ou do greide projetado, não possam ser

construídos bueiros.

6.1. Determinação do Comprimento Mínimo do Pontilhão ou da Ponte

NMC – Nível Máximo de Cheia

t – Tirante

hmáx – Altura da lâmina d’água máxima para a chuva selecionada

Lmín – Comprimento mínimo da ponte

a) Determinação da Descarga de Projeto

É obtida pelos estudos hidrológicos, levando em conta o tempo de recorrência

adotado e os métodos de cálculo recomendados para o caso, de preferência os estatísticos,

sempre que possível.

b) Determinação da Declividade Média do Leito do Rio

É obtida dividindo-se a diferença de cotas entre dois pontos e a distância entre eles.

Esses pontos devem estar distantes, no mínimo, de 200 metros, sendo um à montante e outro à

jusante do eixo da rodovia, do qual devem distar 100 metros cada um.

c) Levantamento das Seções Normais ao Curso do Rio

Deve ser feito no local da travessia pelo eixo da rodovia, à montante e à jusante.

VII-24

d) Fixação do Coeficiente de Manning

Feita após inspeção local para observar o tipo de material constituinte das margens

do rio, examinando-se, em seguida, uma tabela própria.

e) Determinação da Cota Máxima de Cheia

Para cada valor da altura da lâmina d’água “h”, haverá uma Área Molhada (S), um

Perímetro Molhado (P) e, em conseqüência, um Raio Hidráulico (RH) e uma Vazão (Q).

n

IRSQ H

2/13/2 ..

Para qualquer valor de “h”, portanto, ter-se-á:

2/1

3/2 ..

I

nQRS H

Como a Área Molhada e o Perímetro Molhado da seção são função de “h”, pode-se

traçar um gráfico h x S.RH2/3

.

tgtg

hhaSh

tg

ha

tg

ha

S11

.2

..2

2

sensenhaP

sen

ha

sen

hP

11.

f) Determinação do Comprimento Mínimo

Admitindo-se que a seção do rio atravessado é trapezoidal, tem-se que:

tgtgthaL máxmín

11.

VII-25

O valor do tirante “t” é normalmente tomado igual a 2,0 metros.

Exercícios:

1. Na elaboração de um projeto de uma rodovia, ficou sob a sua responsabilidade o

dimensionamento hidráulico da drenagem superficial. As características de um trecho em

corte, que começa na estaca 96 + 5,00 e termina na estaca 101 + 5,00, são dadas no quadro

abaixo:

Cota do greide na estaca 96 + 5,00: 23,10 m;

Cota do greide na estaca 101 + 5,00: 24,10 m;

Largura da pista, incluindo acostamento: 13,00 m;

Revestimento da pista: concreto asfáltico;

Taludes revestidos com grama, com inclinação de 1:1 (H:V);

Área de contribuição de cada lado do corte: 0,001 km2;

;

Sarjetas e valetas revestidas de concreto;

Declividade das sarjetas igual a do greide da estrada;

Tempo de Concentração inferior a 5 min.

VII-26

Para o cálculo da vazão de projeto de cada sarjeta, deve-se adotar o Método

Racional, que considera uma chuva com tempo de duração igual ao tempo de concentração da

bacia, para um determinado tempo de recorrência. O tempo de concentração mínimo adotado

para este caso é de 5 minutos e o tempo de recorrência, de 10 anos. Para a região do projeto,

os estudos hidrológicos apresentaram os seguintes valores de intensidade de precipitação em

função da duração da chuva:

Sabendo que o coeficiente de escoamento para revestimento com grama é de 0,6 e

para revestimento com concreto asfáltico é 0,9, e adotando-se o coeficiente de rugosidade do

concreto das sarjetas igual a 0,017, determine:

a) se as saídas das sarjetas do corte deverão ficar próximas da estaca 96 ou da

estaca 101 e justifique;

b) se a descarga de dimensionamento de cada sarjeta será superior a 0,07 m3/s,

justificando numericamente;

c) se uma canaleta de seção quadrada de 0,70 x 0,70 cm, com uma folga de 10%

da sua altura, é capaz de escoar essa descarga de projeto;

VII-27

d) o reflexo na descarga de dimensionamento de cada sarjeta se o tempo de

concentração aumentar para 10 minutos;

e) a influência na altura de água no interior da sarjeta diminuindo-se sua

declividade, considerando a geometria da sarjeta constante e o tempo de

concentração inalterado.

Solução:

a) Cota na estaca 96 + 5,00: 23,10 m

Cota na estaca 101 + 5,00: 24,10 m

Logo, como a saída da sarjeta deve ficar junto ao ponto mais baixo, isto

ocorrerá próximo à estaca 96.

b) Como os revestimentos do talude do corte e do pavimento são diferentes, deve-

se considerar que a bacia de contribuição da sarjeta do lado esquerdo, que será considerada

igual à do lado direito, será dividida em duas, conforme indicado abaixo:

O valor de A1 é igual a 0,001 km2 (dado do problema), e o de A2 será obtido

lembrando que o corte começa na estaca 96 + 5,00 e termina na estaca 101 + 5,00, tendo,

portanto, 5 estacas de comprimento, ou seja, 100 m.

A2 = 100 x 6,5 = 650 m2 = 0,00065 km

2

VII-28

A intensidade de chuva a ser adotada é obtida do gráfico, para uma duração de

5 minutos e um tempo de recorrência de 10 anos. Logo, i = 150 mm/h.

smxxxxQproj /049,0150001,06,000065,09,0278,0 3

smQproj /07,0 3

c) A vazão admissível de uma canaleta de 0,70 x 0,70 cm, com folga de 10% de

sua altura, é dada pela fórmula:

n

IRSQ H

adm

2/13/2 ..

2441,070,063,0 mxS

mxP 96,170,063,02

mRH 225,096,1

441,0

L

JMI

cotcot

mL 00,10000,0500,59600,5101

mmI /01,0100

10,2310,24

OKsmsmxx

Qadm /049,0/955,0017,0

01,0225,0441,0 332/13/2

VII-29

d) Se tc = 10 minutos, a duração da chuva passará a este valor e a intensidade de

chuva, para o mesmo Tr = 10 anos, será 120 mm/h. Logo a descarga de projeto reduzirá para:

smxxxxQproj /040,0120001,06,000065,09,0278,0 3

e) Se a declividade I diminui, a velocidade diminui, pois o desnível entre as

extremidades da sarjeta diminui, reduzindo a diferença de potencial hidráulico e,

conseqüentemente, a velocidade da água.

Se a velocidade diminui, para manter a mesma vazão no interior do dispositivo

de drenagem, a área molhada aumenta, já que:

VSQ .

Como a geometria da seção é constante, a altura da água no interior da sarjeta

irá aumentar.

2. Deve ser projetado um bueiro, com declividade de 0,7%, para assegurar o

escoamento das águas superficiais de uma bacia de zona rural de 110 ha de área e coeficiente

de escoamento igual a 0,35 e tempo de concentração igual a 15 minutos. Sabendo que a

intensidade de chuva na região é dada pela fórmula abaixo, e que o tempo de concentração da

bacia em questão é de 30 minutos, pede-se dimensionar o bueiro funcionando como canal para

um tempo de recorrência de 15 anos, e como orifício, para um tempo de recorrência de 25

anos.

15,1

217,0

26

.950.5

c

r

t

Ti

Solução:

A = 110 ha = 1,10 km2 (1km

2 = 100 ha)

I = 0,7% = 0,007 m/m

Para um tempo de recorrência de 15 anos:

hmm

xi /55,104

2630

15950.515,1

217,0

Para área da bacia entre 1 e 10 km2:

9,0...278,0 AiCQproj

smxxxQproj /08,111,155,10435,0278,0 39,0

1.ª Tentativa:

Da Tabela “Vazão, Velocidade e Declividade Crítica de Bueiros Tubulares de

Concreto Trabalhando como Canal”, pode-se escolher o bueiro BTTC Φ = 1,5 m, que tem

VII-30

uma vazão crítica igual a 12,67 m3/s e uma declividade crítica igual a 0,65%, menor que os

0,7% previstos para o bueiro, caracterizando um escoamento rápido.

Controle de Entrada:

Diâmetro do bueiro: 1,5 m

Vazão: 11,08 / 3 = 3,69 (bueiro triplo tem 3 galerias)

Admitindo seção quadrada com testa para a entrada do bueiro: Hw / D = 1,02

Logo Hw > D, indicando que o bueiro não está funcionando como canal.

2.ª Tentativa:

Da Tabela “Vazão, Velocidade e Declividade Crítica de Bueiros Celulares de

Concreto Trabalhando como Canal”, pode-se escolher o bueiro BSCC 2,0 x 2,5 m, que tem

uma vazão crítica igual a 13,48 m3/s e uma declividade crítica igual a 0,69%, menor que os

0,7% previstos para o bueiro, caracterizando um escoamento rápido.

Controle de Entrada:

Altura do bueiro: 2,5 m

Relação entre a vazão e a largura: 11,08 / 2,0 = 5,54

Admitindo um alargamento do muro da ala de 30º a 75º: Hw / D = 0,88

(Nomograma)

Logo Hw = 0,88 x 2,5 = 2,20 m

Verificação da velocidade: smn

IRV H /5,4

. 2/13/2

S = 2,0 x 2,2 = 4,4 m2

P = 2 x 2,2 + 2,0 = 6,4 m

RH = 4,4 / 6,4 = 0,688 m

inadequadosmsmx

V /5,4/32,5012,0

007,0668,0 2/13/2

Sugere-se especificar uma espessura maior das paredes piso e teto do bueiro, para

compensar a erosão provocada pela água.

VII-31

Verificação para chuva com Tr = 25 anos

hmm

xi /80,116

2630

25950.515,1

217,0

smxxxQproj /38,121,180,11635,0278,0 39,0

Altura do bueiro: 2,5 m

Relação entre a vazão e a largura: 12,38 / 2,0 = 6,19

Admitindo um alargamento do muro da ala de 30º a 75º: Hw / D = 0,97 < 1,0

Assim, o bueiro continuou funcionando como canal.

Logo Hw = 0,97 x 2,5 = 2,43 m

S = 2,0 x 2,43 = 4,86 m

2

P = 2,0 + 2 x 2,43 = 6,86 m

RH = 4,86 / 6,86 = 0,71 m

smsmx

V /5,4/54,5012,0

007,071,0 2/13/2

A espessura do concreto deve ser maior.

3. Calcular a altura da lâmina d’água correspondente ao nível máximo de cheia e o

comprimento mínimo de uma ponte que deverá cruzar um canal de largura de fundo igual a 15

metros, tem margens retas formando ângulo de 45º com a horizontal, declividade média de

0,05% e coeficiente de rugosidade igual a 0,03. Admita uma vazão de projeto igual a 200

m3/s.

Solução:

O problema pode ser representado pela figura a seguir.

VII-32

2/1

3/2.

.I

nQRS

proj

H

33,268.0005,0

03,0200. 3/2

2/1

3/2 HH RSx

RS

tgtg

hhaS

11.

2.

2

22

.1545

1

45

1.

2.15 hhS

tgtg

hhS

oo

sensenhaP

11.

hPsensen

hPoo

.83,21545

1

45

1.15

h (m) S (m2) P (m) RH (m) S.RH

2/3

1,0 16,0 17,83 0,90 14,91

2,0 34,0 20,66 1,65 47,55

3,0 54,0 23,49 2,30 94,35

4,0 76,0 26,32 2,89 154,74

5,0 100,0 29,15 3,43 228,37

6,0 126,0 31,98 3,94 315,75

Traçando um gráfico S.RH2/3

x h, tem-se:

VII-33

Logo, a altura da lâmina d’água correspondente ao nível máximo de cheia é igual a

5,55 metros.

O comprimento mínimo da ponte será dado por:

tgtgthaL máxmín

11.

mLtgtg

L mínoomín 10,3045

1

45

1.00,255,500,15

VIII-1

CAPÍTULO VIII – PAVIMENTAÇÃO

1. GENERALIDADES

A infraestrutura das estradas é constituída pela terraplenagem e todas as obras

necessárias à constituição e proteção da sua superfície final, denominada “leito” ou

“plataforma”, tais como sistemas de drenagem superficial e profunda, obras de contenção e

proteção vegetal.

Chamamos de “superestrutura” de uma estrada à estrutura construída em cima da

plataforma de terraplenagem, e sobre a qual transitarão os veículos. Sua finalidade principal é

proporcionar segurança e/ou comodidade aos usuários, devendo ser dimensionada de acordo

com a intensidade do tráfego e com a magnitude das cargas passantes.

Tal estrutura será, certamente, objeto de reparos em função do desgaste produzido

pelas rodas dos veículos ou mesmo pelas intempéries, podendo ser renovada ao final de sua

vida útil ou até substituída em seus principais constituintes, quando assim o exigir o aumento

do fluxo ou o peso dos veículos circulantes.

A superestrutura de uma rodovia é, geralmente, denominada “pavimento”, sendo

destinada a:

- resistir e distribuir ao subleito esforços verticais oriundos do tráfego;

- melhorar as condições de rolamento quanto ao conforto e à segurança;

- resistir aos esforços horizontais (desgaste) tornando mais durável a superfície de

rolamento.

Pavimentar uma estrada significa:

- proporcionar mais facilidade, segurança e conforto para o tráfego (menos perda

de energia do motorista, e consequente aumento de sua eficiência);

- redução do tempo de percurso, com consequente aumento da capacidade de

transporte;

- redução do consumo de combustível, lubrificantes, peças e pneumáticos.

Se a estrada não é pavimentada:

- em face do desgaste irregular da chapa de rolamento, formam-se ondulações na

superfície, do que decorrem trepidação e choques que provocam maior desgaste,

perda de energia e menor duração do veículo;

- quando chove, a pista provoca deslizamentos, que não só afetam a segurança do

tráfego, como provocam um maior desgaste dos pneus e um esforço excessivo e

improdutivo do motor;

- no verão a poeira prejudica a lubrificação e aumenta o desgaste do veículo,

servindo como esmeril entre as peças metálicas em contato.

A seguir são apresentadas as principais definições referentes a um pavimento.

VIII-2

Obs.: Para melhor compreender as definições das camadas que compõem um

pavimento, é preciso considerar que a distribuição dos esforços através dele deve ser tal que,

ao chegarem à fundação (subleito), as pressões exercidas sejam compatíveis com a capacidade

de suporte desse subleito. A pressão aplicada é reduzida com a profundidade, de tal sorte que

as camadas superiores estão submetidas a maiores pressões, exigindo materiais de maior

qualidade.

a) Subleito

É o terreno de fundação do pavimento. Para a mesma carga aplicada, a espessura

do pavimento será tanto maior quanto piores forem as condições do material do subleito.

b) Leito

É a superfície obtida pela terraplenagem ou obra de arte e conformada ao seu

greide e seção transversal.

c) Regularização

É a operação destinada a conformar o leito da estrada, transversal e

longitudinalmente. Deve ser executada sempre em aterro, evitando-se que sejam executados

cortes difíceis no material de “casca” já compactado pelo tráfego.

Obs.: A regularização deve dar à superfície as características geométricas

(inclinação transversal) do pavimento acabado.

d) Reforço do Subleito

É uma camada de espessura constante transversalmente, construída, se necessário,

em cima da regularização, com características técnicas inferiores ao material usado na camada

que lhe for superior, porém superiores às do material do subleito. É desnecessária quando há

seleção de materiais da terraplenagem.

VIII-3

e) Sub-Base

É a camada complementar à base, executada quando, por circunstâncias técnico-

econômicas, não for aconselhável construir a base diretamente sobre o leito regularizado ou

sobre o reforço.

f) Base

É a camada destinada a suportar os esforços oriundos do tráfego e distribuí-los, e

sobre a qual será construído o revestimento.

g) Revestimento

É a camada destinada a receber diretamente a ação do tráfego, devendo ser, tanto

quanto possível, impermeável, resistente ao desgaste (durável) e suave ao rolamento.

Obs.: O reforço do subleito, a sub-base e a base terão sempre espessura constante

em seção transversal, podendo a mesma variar longitudinalmente, de acordo com o

dimensionamento do pavimento.

Obs.: A regularização e o reforço do subleito deverão ter largura abrangendo a

pista e os acostamentos. A sub-base e a base poderão ter larguras menores em relação à

regularização. O revestimento será feito apenas na largura da pista de rolamento, ou seja, na

parte da plataforma destinada ao trânsito de veículos.

h) Acostamentos

São partes da plataforma contíguas à pista de rolamento, destinadas ao

estacionamento de veículos, ao trânsito, em caso de emergência, e ao suporte lateral de

pavimento. Poderão ser executados com outro tipo de material menos nobre que o do

revestimento.

2. TERMINOLOGIA DOS PAVIMENTOS

2.1. Classificação Dos Pavimentos

Os pavimentos podem ser classificados segundo sua natureza em rígidos,

semirrígidos e flexíveis:

a) pavimento rígido - é aquele pouco deformável, formado, predominantemente,

por camadas que trabalham sensivelmente à tração;

b) pavimento flexível - é aquele em que as deformações, até um certo limite, não

levam ao rompimento; sendo formado por camadas que não trabalham à tração;

VIII-4

c) pavimento semirrígido - é aquele que representa um comportamento rígido,

surgindo depois fissuras que o dividem em “placas” articuladas, as quais terão comportamento

ambíguo (rígido e flexível).

Obs.: Essa classificação traz dificuldade, uma vez que não há restrição quanto à

utilização da base rígida superposta por um revestimento flexível, e vice-versa, tornando

problemático estabelecer-se um critério de classificação. Assim, a maioria dos que se

preocupam com classificação de pavimentos prefere dar terminologias às bases e,

independentemente, aos revestimentos.

2.2. Terminologia das Sub-Bases

a) Sub-Base Estabilizada Granulometricamente

São sub-bases granulares constituídas por camadas de solos, mistura de solos e

materiais britados, ou produtos totais de britagem, que apresentam granulometria apropriada.

Quando esses materiais ocorrem em jazidas, com designações tais como

“cascalhos”, “saibros”, etc; tem-se o caso de utilização de materiais naturais. Muitas vezes

esses materiais devem sofrer beneficiamento prévio, como britagem e peneiramento, para

eliminação de certas frações.

Quando se utiliza uma mistura de material natural e pedra, tem-se a sub-base de

solo-brita. Quando se utiliza exclusivamente produto de britagem, tem-se a sub-base de brita

corrida ou brita graduada.

Obs.: brita corrida - produto da instalação de britagem, sem separação de tamanho.

Obs.: brita graduada - mistura em usina de agregado previamente dosado,

inclusive material de enchimento e água.

b) Sub-Base de Solo Melhorado com Cimento

É uma mistura íntima e compactada de solo, cimento e água em proporções pré-

determinadas.

2.3. Terminologia das Bases

Bases Flexíveis

a) Base Estabilizada Granulometricamente com o Emprego de:

- um solo

- dois ou mais solos

- solo-brita

- brita graduada

VIII-5

b) Base Estabilizada com Aditivos Cimentantes:

- solo melhorado com cimento (pequenos teores de cimento)

- solo melhorado com cal

- solo com cal e cinzas

- solo com cloreto de calcário

c) Base Estabilizada com Aditivos Betuminosos:

- solo-betume (mistura de solo, água e material betuminoso)

d) Macadame Hidráulico - é uma camada de brita de graduação aberta, de tipo

especial (brita tipo macadame), que após a compressão tem os vazios preenchidos por finos de

britagem (pó-de-pedra) ou mesmo por solos de granulometria e plasticidades apropriadas, com

o auxílio de água.

e) Macadame Seco - são feitas modificações convenientes da granulometria dos

materiais, de modo a prescindir da irrigação (o material pulverulento penetra entre as pedras

por vibrações).

f) Macadame Betuminoso - é uma camada de brita com tamanho uniforme, por

sobre a qual se faz uma pintura de betume para penetração direta e aglutinação da brita já

compactada.

Bases Semirrígidas

a) Solo-Cimento - é a mistura de solo, cimento Portland e água.

b) Solo-Cal

Bases Rígidas

a) Concreto de Cimento Hidráulico

b) Macadame Cimentado - os interstícios são preenchidos com argamassa fluida de

cimento Portland.

2.4. Terminologia dos Revestimentos

Rígidos

a) Concreto de Cimento Hidráulico - funciona ao mesmo tempo como revestimento

e base.

b) Macadame Cimentado - camada de brita de graduação aberta, devidamente

comprimida, cujos vazios são preenchidos com argamassa de cimento (está em desuso).

c) Paralelepípedos Rejuntados com Argamassa de Cimento.

VIII-6

Semirrígidos

a) Solo-Cimento

Flexíveis

- Por Calçamento

a) Alvenaria Poliédrica - camadas de pedras irregulares (dentro de certas

tolerâncias), assentadas e comprimidas sobre um colchão de regularização, constituído de

material granular apropriado; as juntas entre as pedras são tomadas com pequenas lascas de

pedras e com o próprio material do colchão.

b) Paralelepípedos - blocos regulares assentados sobre um colchão de

regularização; as juntas entre os paralelepípedos podem ser tomadas com o próprio material

do colchão de regularização e com materiais ou misturas betuminosas.

- Betuminosos

a) Por Penetração Invertida (Tratamentos Superficiais Simples, Duplo e Triplo)

- são obtidos com uma aplicação ou “pintura” de material betuminoso, seguida de

espalhamento e compressão do agregado de granulometria apropriada. Quando esse

tratamento é executado com o objetivo primordial de impermeabilização ou para modificar a

textura de um pavimento existente, recebe a denominação de capa selante. São executados

sempre como revestimentos.

b) Por Penetração Direta (Macadame Betuminoso) - são executados mediante

espalhamento prévio de uma camada de brita de granulometria apropriada que dê, após a

compressão, a espessura desejada. Seguem-se a aplicação do material betuminoso, que penetra

nos vazios dos agregados, e o espalhamento de uma brita miúda para preenchimento dos

vazios superficiais, acompanhado de nova compressão. O serviço é complementado com uma

capa selante (utilizados como revestimentos ou base).

- Por Mistura em Usina

a) Pré-Misturado a Frio - o agregado é pré-envolvido com o material

betuminoso antes da compressão. Não há prévio aquecimento dos agregados e o ligante não é

aquecido ou é levemente aquecido.

b) Pré-Misturado a Quente - nesse caso, o ligante e o agregado são misturados

e espalhados na pista ainda quentes.

c) Concreto Betuminoso - é o mais nobre dos revestimentos flexíveis; consiste

na mistura íntima de agregados satisfazendo rigorosas especificações e betume devidamente

dosado; a mistura é feita em usina, com rigoroso controle de granulometria, teor de asfalto,

temperaturas do betume e do agregado, transporte, aplicação e compressão.

VIII-7

d) Areia-Betume - é um pré-misturado em que o agregado, natural ou artificial,

é constituído, predominantemente, de material passado na peneira n°10 (abertura de 2,0 mm).

- Por Mistura na Estrada

a) Pré-Misturado na Pista ou “Road-Mix”

b) Pré-Misturado Areia-Betume

Obs.: Se a pré-mistura tiver que ser feita na pista, face às condições impostas

pelo serviço, será sempre executada a frio.

MISTURAS A QUENTE

Vantagens Desvantagens

- Mais duráveis. - Exigem aquecimento do agregado.

- Menos sensíveis à ação da água. - Instalações complexas para o fabrico.

- Mais indicadas para tráfego intenso ou pesado. - Equipamento especial para o espalhamento.

- Menos sujeitas ao desgaste. - Não permitem estocagem.

- São caras.

MISTURAS A FRIO

- Fácil fabricação. - Suscetíveis de maior desgaste.

- Não exigem aquecimento do agregado. - Mais sensíveis à água.

- Fabricadas em instalações simples e pouco custosas. - Exigem cura da mistura.

- Permitem espalhamento com Patrol.

- Permitem estocagem.

2.5. Outras Definições

a) Camada de Bloqueio - é uma camada de granulometria apropriada, que é

colocada, quando for o caso, sob camadas de granulometria aberta, para evitar sub-penetração

das camadas inferiores; as sub-bases dos pavimentos de concreto de cimento têm uma função

semelhante.

b) Imprimação - é uma aplicação de material betuminoso apropriado, feita sobre

bases granulares e destinada a penetrá-las até certa profundidade, deixando uma película

betuminosa na superfície; a imprimação tem por finalidade impermeabilizar a base e

proporcionar boa aderência ao revestimento betuminoso, além de certa coesão na superfície da

base.

c) Pintura de Ligação - é uma aplicação de material betuminoso apropriada, feita

sobre antiga imprimação, antigos pavimentos betuminosos ou sobre bases de concreto de

cimento ou de solo-cimento, com a finalidade de promover boa aderência a um revestimento

betuminoso. No caso de solo-cimento, essa pintura pode servir também como pintura de cura.

Quando um revestimento betuminoso é feito em duas camadas, faz-se, muitas vezes, uma

pintura de ligação sobre a primeira camada.

VIII-8

d) Capa Selante - é um tratamento simples, de penetração invertida, executado com

a finalidade de impermeabilizar um revestimento.

e) Revestimento Primário - é uma camada granular que, por suas características de

granulometria e plasticidade, pode desempenhar, ao mesmo tempo, as funções de base e

revestimento para pequeno volume de tráfego.

f) Tratamento Contra Pó - é uma aplicação de material betuminoso apropriado, ou

outros materiais, sobre revestimentos primários, com o objetivo de prolongar-lhe a duração e

de evitar o pó e a lama superficial.

g) Pavimento Composto - é uma combinação de camadas rígidas e flexíveis, como

no caso de um revestimento betuminoso sobre uma base de concreto de cimento.

h) Lama Asfáltica - é uma mistura de emulsão de ruptura lenta, água, agregado

miúdo e enchimento (filler), de modo a se obter uma consistência de fluido. É utilizada como

camada (delgada) de impermeabilização e desgaste de antigos pavimentos.

3. LIGANTES BETUMINOSOS

3.1. Considerações Iniciais

Betume é uma mistura de hidrocarbonetos pesados, obtidos em estado natural ou

por diferentes processos físicos ou químicos, com seus derivados de consistência variável e

com poder aglutinante e impermeabilizante, sendo completamente solúvel no bissulfeto de

carbono (CS2).

Os materiais betuminosos utilizados em pavimentação classificam-se em dois

tipos: alcatrões e asfaltos.

Alcatrão é um material obtido quando matérias orgânicas naturais, tais como

madeira e hulha, são carbonizadas ou destiladas destrutivamente na ausência de ar.

Asfalto é um material aglutinante de consistência variável, cor pardo-escuro ou

negro, no qual o elemento predominante é o betume, podendo ocorrer na natureza ou ser

obtido pela refinação de petróleo.

Asfalto Natural é obtido pela evaporação natural de depósitos de petróleo

localizados na superfície terrestre (lagos de asfalto de Trinidad e da Venezuela). Encontram-se

misturados com impurezas minerais.

Asfalto de Petróleo é obtido pela destilação do petróleo, na qual as frações leves

(gasolina, querosene e diesel) são separadas do asfalto por vaporização, fracionamento e

condensação.

VIII-9

3.2. Tipos de Asfalto de Petróleo

a) Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP)

Classificam-se de acordo com sua consistência, medida por sua viscosidade

dinâmica ou absoluta, isto é, o tempo necessário ao escoamento de um volume determinado de

asfalto através de um tubo capilar, com auxílio de vácuo, sob condições rigorosamente

controladas de vácuo e temperatura, e também por penetração, ou seja, pela medida, em

décimos de milímetro, que uma agulha padronizada penetra em uma amostra nas condições de

ensaio.

De acordo com as Especificações Brasileiras IBP/ABNT-EB-78 e Regulamento

Técnico CNP 21/86, os cimentos asfálticos de petróleo são classificados nos seguintes tipos:

CAP-7, CAP-20, CAP-40.

CAP 30/45, CAP 50/60, CAP 85/100, CAP 150/200.

Obs.:

CAP 7 - Viscosidade a 60oC: 700 300 poise

CAP 30/45 - Penetração entre 30 e 45 décimos de milímetro

b) Asfaltos Diluídos (“Cut-backs”)

São resultantes da diluição de cimentos asfálticos (CAP) com diluentes adequados.

Os diluentes utilizados funcionam apenas como veículos, proporcionando produtos menos

viscosos que podem ser aplicados a temperaturas mais baixas. Os diluentes evaporam-se após

a aplicação (cura).

De acordo com o tempo de cura, determinado pela natureza do diluente utilizado,

os asfaltos diluídos classificam-se em três categorias:

Asfalto diluído de cura rápida (CR)

diluente: nafta leve (gasolina)

Asfalto diluído de cura média (CM)

diluente: querosene

Asfalto diluído de cura lenta (CL)

diluente: gasóleo (óleo diesel)

Cada uma das duas categorias - CR e CM - apresenta tipos de diferentes

viscosidades cinemáticas determinadas em função da quantidade de diluente.

CR-70, CR-250

CM-30, CM-70

VIII-10

Obs.: Existem outros tipos (CR-800, CR-3000, CM-250, CM-800, CM-3000) que

não são usados em serviços de pavimentação.

Obs.: CR-70 tem viscosidade cinemática de 70 a 140 cSt (centistokes)

Obs.: Quantidades de cimento asfáltico e diluentes

TIPO ASFALTO DILUENTE

30 52 % 48 %

70 63 % 37 %

250 70 % 30 %

800 82 % 18 %

3000 86 % 14 %

Obs.: Os tipos de mesmo número, embora de categorias diferentes, têm a mesma

faixa de viscosidade numa determinada temperatura.

c) Emulsões Asfálticas

São dispersões de cimento asfáltico em fase aquosa (emulsões diretas). Emulsões

invertidas são aquelas em que as partículas de água estão dispersas em asfalto.

São obtidas combinando com água o asfalto aquecido, em um meio intensamente

agitado, e na presença de emulsificantes, que têm o objetivo de dar certa estabilidade ao

conjunto, de favorecer a dispersão e de revestir os glóbulos de betume com uma película

protetora, mantendo-os em suspensão.

As emulsões podem ser:

Aniônicas: cujo exemplo de agente emulsionante é o sabão (Carga Negativa);

Catiônicas: cujos agentes emulsionantes são as aminas (Carga Positiva);

Não Iônicas: cujo exemplo de agente emulsionante é o ligno sulfosuccionato de

sódio (Sem Carga);

Biônicas: Carga Dupla.

As normalmente usadas em pavimentação são as catiônicas diretas, que são mais

caras que as aniônicas.

A “ruptura” de uma emulsão consiste na anulação da camada de proteção dos grãos

de asfalto dispersos na água, que se observa pela união dos mesmos (coagulação ou

floculação).

As emulsões aniônicas rompem quando a água evapora. Já nas emulsões

catiônicas, a ruptura se dá por evaporação ou por reação química entre o emulsificante e o

agregado (troca de cargas elétricas).

VIII-11

Tempo de ruptura é o tempo necessário para o asfalto se separar da água. Ele

depende, dentre outros fatores, da quantidade e tipo do agente emulsificante.

A quantidade de agente emulsificante utilizada varia, geralmente, de 0,2 a 1 %,

enquanto que a quantidade de asfalto é da ordem de 60 a 70 %.

A cor das emulsões asfálticas antes da ruptura é marrom e, depois, preta,

constituindo-se essa característica em elemento auxiliar para inspeção visual e constatação

rápida das boas condições do produto.

As emulsões asfálticas classificam-se quanto ao tempo de ruptura em:

Ruptura Rápida;

Ruptura Média;

Ruptura Lenta.

As emulsões são classificadas pela sua ruptura, viscosidade, teor de solvente e

resíduo asfáltico nos seguintes tipos:

RR-1C e RR-2C: emulsões asfálticas catiônicas de ruptura rápida;

RM-1C e RM-2C: emulsões asfálticas catiônicas de ruptura média;

RL -1C: emulsões asfálticas catiônicas de ruptura lenta.

A letra “C” é um indicativo de emulsão catiônica, e os números “1” e “2”, de

viscosidades crescentes, respectivamente.

As emulsões utilizadas na fabricação de lamas asfálticas recebem o símbolo “LA”,

seguido de uma ou duas indicações de acordo com a ruptura e a carga da partícula.

LA-1 e LA-2: emulsões aniônicas de lama asfáltica;

LA-1C e LA-2C: emulsões catiônicas de lama asfáltica;

LA-E: emulsão especial de lama asfáltica.

Entre as vantagens da emulsão em serviços de pavimentação, destacam-se o

transporte, a estocagem e a aplicação a frio na temperatura ambiente.

ESQUEMA DE PRODUÇÃO DE LAMA ASFÁLTICA

VIII-12

3.3. Alcatrões

A grande maioria dos alcatrões usada em pavimentação é subproduto da destilação

destrutiva do carvão em coquerias de usinas siderúrgicas.

A composição química do alcatrão é afetada principalmente pelo tipo de material

utilizado na sua fabricação: carvão, linhito, madeira etc.

Os alcatrões para pavimentação recebem o símbolo AP, que deve preceder as

indicações de vários tipos, conforme sua viscosidade ou sua flutuação.

Alcatrões para pavimentação líquidos: AP-1, AP-2, AP-3, AP-4, AP-5, AP-6

Alcatrões para pavimentação semi-sólidos: AP-7, AP-8, AP-9, AP-10, AP-11, AP-12

Vantagens dos Alcatrões:

- insolúveis em óleo lubrificante, gasolina, querosene, diesel;

- boa adesão aos agregados, mesmo úmidos;

- penetram bem em camadas de solo.

Desvantagens dos Alcatrões:

- envelhecem mais rapidamente;

- gases são nocivos à saúde humana;

- produção irregular;

- pequena faixa de temperatura de trabalho;

- misturas betuminosas com menor estabilidade;

- material cancerígeno;

- têm aproximadamente 30 % de matéria sólida que pode ser prejudicial, pois pode

entupir tubulações.

3.4. Características Organoléticas

a) Cimento Asfáltico

Estado: sólido ou semissólido

Cor : preta brilhante

Odor : inodoro

b) Asfalto Diluído

Estado: líquido

Cor : preta brilhante

Odor : do solvente

c) Emulsão Asfáltica

Estado: líquido

Cor : marrom

Odor : do solvente ou emulsificante

VIII-13

d) Alcatrão

Estado: líquido ou semissólido

Cor : preta

Odor : do creosoto

4. AGREGADOS

4.1. Conceituação

O agregado mineral é constituído por um agrupamento de partículas de origem

mineral. Usado em combinação com uma substância cimentante, como o Cimento Portland e o

asfalto, forma o concreto de cimento e os vários tipos de revestimentos asfálticos. É também

usado puro, constituindo as camadas de base granular, filtros de drenos, etc.

Como o agregado mineral representa aproximadamente 95%, em peso, dos

materiais constituintes da mistura de concreto asfáltico, resulta que, fundamentalmente, das

propriedades do agregado é que dependerá o comportamento do produto final.

Os agregados empregados numa mistura asfáltica devem ter características para

suportarem as pressões aplicadas pelos veículos sem se fraturarem, e resistirem às ações dos

agentes do intemperismo sem se alterarem. Somente um agregado com essas qualidades

poderá propiciar uma mistura durável.

4.2. Classificação

Quanto à Natureza das Partículas

a) Naturais - são constituídos por partículas oriundas da alteração das rochas pelos

processos de intemperismo ou produzidos por processos físicos como britagem, lavagem e

classificação, em que a matéria prima é rocha, bloco de pedra, etc. Distinguem-se os seguintes

tipos: pedregulho, pedregulho britado, pedra britada e areia.

b) Artificiais - são aqueles em que as partículas são provenientes de matéria prima

artificial, produzida por transformação física e química do material natural. Dentre os

agregados artificiais, é de maior importância para fins rodoviários a escória proveniente de

altos fornos.

Quanto ao Tamanho das Partículas

a) Agregado Graúdo - é constituído pelas partículas que ficam retidas na peneira

n°10 ( 2,0 mm ).

b) Agregado Miúdo - é constituído pelas partículas que passam na peneira n°10

(2,0 mm) e ficam retidas na peneira n°200 (0,075 mm).

VIII-14

c) Material de Enchimento (Filler) - é o material não plástico, do qual passam pelo

menos 65% das partículas na peneira n°200 (0,075 mm).

Quanto a Granulometria

a) Agregados de Granulometria Contínua - são aqueles que apresentam partículas

de todos os tamanhos, equilibradamente distribuídos, sem que haja predominância de um

tamanho sobre os demais. São agregados de graduação densa.

b) Agregados de Granulometria Descontínua - são aqueles que apresentam

ausência de partículas com diâmetros compreendidos num determinado intervalo de

dimensões. São agregados de graduação aberta.

c) Agregados com Granulometria Uniforme - são aqueles que apresentam uma

predominância acentuada de um determinado diâmetro sobre os demais. São agregados tipo

macadame.

4.3. Formato das Partículas

As partículas dos agregados podem ser agrupadas em quatro formas fundamentais:

a) Cúbicas - apresentam arestas definidas e as três dimensões fundamentais são

aproximadamente iguais.

b) Lamelares - apresentam arestas definidas e possuem uma relação entre a menor

e maior dimensões inferior a 3/5.

c) Alongadas - apresentam uma dimensão predominantemente maior que as outras,

tendo arestas definidas.

d) Arredondadas - não apresentam arestas definidas.

4.4. Propriedades Básicas dos Agregados

As partículas dos agregados possuem uma série de propriedades físicas e químicas

que, associadas à granulometria, determinam a adequação do agregado para uma certa

aplicação. Sob o ponto de vista rodoviário, as partículas devem ter propriedades que lhes

permitam resistir às ações do tráfego e do intemperismo.

As propriedades mais importantes que devem possuir as partículas para suportar

essas ações são as que se seguem:

a) Dureza - é a resistência que o agregado oferece ao deslocamento das partículas

de sua superfície pela abrasão.

b) Tenacidade - é a resistência que o agregado oferece ao fraturamento provocado

pelo impacto.

VIII-15

c) Sanidade - é a resistência que o agregado oferece à ação do intemperismo.

d) Porosidade - é caracterizada pelo sistema de poros que existe dentro das

partículas do agregado.

Obs.: A porosidade e a conseqüente absorção influenciam nas resistências à

compressão e ao desgaste, na necessidade de taxas elevadas de asfalto e na durabilidade do

agregado, pois, quanto maior a porosidade, maior será a superfície exposta ao ataque de

agentes externos.

4.5. Composição Granulométrica

A composição granulométrica de um agregado ou de uma mistura de agregados é

definida por sua curva granulométrica. Essa curva consiste num gráfico semi-logarítmico, no

qual, no eixo das abscissas (escala logarítmica), são representados os diversos tamanhos de

partículas e, no eixo das ordenadas (escala aritmética), as porcentagens do material que

passam na peneira considerada.

Como na prática é impossível controlar um agregado por uma linha, que é sua

curva granulométrica, estabelecem-se limites para sua variação, dando origem à faixa

granulométrica.

Dependendo da situação, há necessidade de misturar três ou mais materiais em

proporções tais que a curva granulométrica da mistura caia dentro da faixa especificada,

preferencialmente no centro desta.

VIII-16

5. AVALIAÇÃO DE PAVIMENTOS

5.1. Principais Defeitos em Pavimentos Flexíveis (Fotos de Edeilto Almeida Pinheiro)

Fendilhamento da Superfície

Qualquer descontinuidade na superfície do pavimento, causada por falhas na

mistura betuminosa constituinte do revestimento, falta de suporte do subleito ou espessura

insuficiente do pavimento. Esse fendilhamento permite a infiltração de água e, se não for

corrigido a tempo, pode propagar-se e produzir a desagregação completa do pavimento.

a) Fissuras - fendas capilares existentes no revestimento, somente perceptíveis à

vista desarmada de distância inferior a 1,50 m;

b) Trincas - fendas existentes no revestimento com abertura superior à das fissuras,

podendo apresentar-se sob a forma de trincas isoladas ou trincas interligadas:

- Trincas transversais - trincas isoladas que apresentam direção predominante

aproximadamente ortogonal ao eixo do pavimento (quando apresentam extensão

até 1,0 m, são denominadas trincas transversais curtas; quando maiores que 1,0

m, trincas transversais longas);

- Trincas longitudinais - trincas isoladas que apresentam direção predominante

aproximadamente paralela ao eixo do pavimento (quando apresentam extensão

até 1,0 m, são denominadas trincas longitudinais curtas; quando maiores que 1,0

m, trincas longitudinais longas);

VIII-17

- Trincas tipo “couro de crocodilo” - conjunto de trincas interligadas sem

apresentarem direção preferencial, assemelhando-se ao aspecto de couro de

crocodilo, podendo ou não apresentar erosão acentuada nas bordas;

- Trincas tipo bloco - conjunto de trincas interligadas, caracterizadas pela

configuração de blocos formados por lados bem definidos, podendo ou não

apresentar erosão acentuada nas bordas.

Afundamento

Deformação permanente caracterizada por depressão da superfície do pavimento.

Pode ser resultante de recalques de aterros recentemente construídos, quer por deficiência de

compactação, quer por adensamento, quer mesmo por um volume de tráfego superior ao de

projeto, ou ainda por uma drenagem inadequada. O deslocamento ou a consolidação de

algumas das camadas do pavimento pode resultar também em deformação transversal,

embora, nesse caso, as dimensões dessas deformações sejam menores que as anteriores.

Qualquer deficiência nas camadas inferiores resulta em solicitações no

revestimento, o qual pode apresentar falha resultante dessas solicitações. No caso do

afundamento, o pavimento pode apresentar fendas, as quais contribuem para um maior

comprometimento das falhas que as provocaram, num ciclo vicioso que, se não for quebrado

rapidamente, levará o pavimento à desagregação total.

VIII-18

Corrugação

Deformação caracterizada por ondulações transversais do revestimento. Pode ser

causada por várias deficiências, sendo a mais comum o excesso de asfalto, inadequada

granulometria do agregado, compactação deficiente ou imprimação deficiente. As superfícies

resultantes desse defeito causam considerável desconforto ao usuário, desconforto esse que

cresce à medida que for maior a velocidade de operação, podendo ser causa de acidentes.

Escorregamento do Revestimento Betuminoso

Deslocamento do revestimento em relação à base, com aparecimento de fendas em

forma de meia-lua. A causa desse defeito é a má execução da imprimação, ou por estar a

superfície da base molhada por ocasião da pintura, ou suja e com excesso de material solto.

VIII-19

Exsudação

Excesso de ligante betuminoso na superfície do pavimento devido à migração do

ligante através do revestimento. Esse defeito resulta de dosagem inadequada da mistura

betuminosa ou ainda de distribuição irregular do asfalto quando da execução de tratamentos

superficiais. Além do deprimente aspecto do revestimento, esse defeito implica em superfície

escorregadia e altamente perigosa nos dias chuvosos.

Desgaste

Efeito do arrancamento progressivo do agregado do pavimento, caracterizado por

aspereza superficial e provocado por esforços tangenciais devidos ao tráfego. Pode ser devido

à mistura betuminosa com teor muito baixo de ligante, à queima (oxidação) do ligante por

ocasião da usinagem ou ainda à qualidade inferior do agregado, resultando em falta de

adesividade.

Panela

Cavidade que se forma no revestimento, podendo alcançar a base do pavimento,

provocada pela desagregação dessas camadas. Podem ser resultantes da de segregação de

agregados, falta de ligante, excesso de vazios ou deficiências de drenagem.

VIII-20

5.2. Principais Defeitos em Pavimentos Rígidos (Fotos do artigo “Patologia de

Pavimentos Rígidos”, de Maggi, P. & Castellano, T.)

Alçamento de Placas

Levantamento das placas nas juntas ou fissuras transversais e próximo a canaletas

de drenagem ou interferências feitas no pavimento (caixas de inspeção, bueiros, etc.)

Fissura de Canto

É aquela que intercepta as juntas a uma distância menor ou igual à metade do

comprimento das bordas ou juntas do pavimento (longitudinal e transversal), medida a partir

do canto. A fissura de canto atinge toda a espessura da placa.

Placa Dividida

Divisão da placa por fissuras, em quatro ou mais partes, pela sobrecarga ou

inadequação de suporte.

VIII-21

Escalonamento ou Formação de Degraus nas Juntas

Caracteriza-se pela ocorrência de deslocamentos verticais diferenciados

permanentes de uma placa em relação à adjacente, na região da junta.

Selagem Defeituosa

É qualquer avaria no selante que possibilite o acúmulo de material incompressível

na junta ou permita a infiltração de água. As principais avarias são:

- rompimento, por tração ou compressão, do material selante;

- extrusão do material;

- crescimento de vegetação;

- perda de aderência às placas de concreto;

- quantidade deficiente de selante nas juntas.

Desnivelamento Pavimento-Acostamento

É o degrau formado entre o acostamento e a borda do pavimento, devido ao

assentamento ou erosão do acostamento, geralmente acompanhado de separação das bordas.

Fissuras Lineares

São fissuras que atingem toda a espessura da placa de concreto e a dividem em

duas ou três partes (placas partidas em quatro ou mais pedaços são classificadas como “placas

divididas”). Nesse tipo de defeito enquadram-se:

VIII-22

- fissuras transversais - ocorrem na direção da largura da placa,

perpendicularmente ao eixo longitudinal do pavimento;

- fissuras longitudinais - ocorrem na direção do comprimento da placa,

paralelamente ao eixo longitudinal do pavimento;

- fissuras diagonais - são fissuras inclinadas que interceptam as juntas do

pavimento em distância maior do que a metade do comprimento das juntas ou

bordas.

Reparos

Entende-se como reparo a área onde o pavimento original foi removido e

posteriormente preenchido com material de enchimento. São considerados “grandes” quando

sua área é maior que 0,45 m2 e “pequenos”, caso contrário.

Desgaste Superficial

Caracterizado pelo desgaste ou deslocamento de argamassa superficial, fazendo

com que os agregados aflorem na superfície do pavimento; os agregados apresentam sua

superfície polida.

Bombeamento

É a expulsão de finos plásticos existentes no solo de fundação do pavimento, sob a

forma de lama fluida, através das juntas, bordas ou trincas do pavimento, quando da passagem

de carga pesada. Identifica-se pela presença de manchas terrosas ao longo das juntas, bordas

ou trincas.

Quebras Localizadas

São áreas trincadas e partidas em pequenos pedaços. Têm formas variadas e

situam-se entre uma trinca e uma junta ou entre duas trincas próximas (em torno de 1,5 m).

VIII-23

Fissuras Superficiais (”Rendilhado”) e Escamação

São fissuras capilares que atingem apenas a superfície da placa, com tendência a se

interceptar formando ângulos de 120o. A escamação caracteriza-se pelo deslocamento desta

camada superficial fissurada, podendo, no entanto, ser proveniente de outros defeitos, tais

como o desgaste superficial.

Fissuras de Retração Plástica

São fissuras pouco profundas (superficiais), de pequena abertura e de comprimento

limitado. De incidência aleatória, costumam desenvolver-se formando ângulos de 45o a 60

o

com o maior eixo da placa.

Esborcinamento de Juntas

Caracteriza-se pela quebra das bordas da placa de concreto (quebra em cunha), a

uma distância máxima de 60 cm das juntas e não atinge toda a espessura da placa.

VIII-24

Esborcinamento ou Quebra de Canto

São quebras em forma de cunha, nos cantos das placas, ocorrendo a uma distância

não superior a 60 cm do canto. Difere da fissura de canto pelo fato de interceptar a junta num

determinado ângulo (quebra em cunha), ao passo que a fissura de canto ocorre verticalmente

em toda a espessura da placa.

Placa Bailarina

Placa cuja movimentação vertical é visível sob a ação de tráfego, principalmente

na região das juntas.

Assentamento

Afundamento do pavimento, criando ondulações superficiais de grande extensão (o

pavimento muitas vezes parece íntegro).

Buracos

Marcados pela perda de concreto na superfície da placa, apresentando área e

profundidade bem definidas.

6. DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS

6.1. Generalidades

VIII-25

Será apresentado o Método do Eng.º Murillo Lopes de Souza, que tem como base

o trabalho “Design of Flexible Pavements Considering Mixed Loads and Traffic Volume”, da

autoria de W.J. Turnbull, C.R. Foster e R.G. Ahlvin, do Corpo de Engenheiros do Exército

dos Estados Unidos, e conclusões obtidas da pista experimental da AASHTO (American

Association of State Highway and Transportation Officials).

Esse método leva em consideração que a capacidade de suporte do subleito e dos

materiais granulares constitutivos do pavimento é determinada em função do ensaio de CBR

(California Bearing Ratio), aqui no Brasil também denominado Índice de Suporte Califórnia –

ISC, realizado em corpos de prova indeformados ou moldados em laboratório, nas condições

de massa específica e umidade especificadas para o serviço no campo e embebição durante

quatro dias.

O subleito e as diferentes camadas do pavimento devem ser compactados de

acordo com os valores fixados nas “Especificações Gerais”, recomendando-se que, em

nenhum caso, o grau de compactação deve ser inferior a 100% com relação ao ensaio

AASHTO normal.

a) Materiais do Subleito – devem apresentar uma expansão, medida no ensaio

ISC, menor ou igual a 2%;

b) Materiais para Reforço do Subleito – devem apresentar ISC maior que o do

subleito e expansão menor ou igual a 2%;

c) Materiais para a Sub-base – devem apresentar ISC maior ou igual a 20% e

expansão menor ou igual a 1%;

d) Materiais para Base – devem apresentar ISC maior ou igual a 80%, expansão

menor ou igual a 0,5%, Limite de Liquidez menor ou igual a 25% e Índice de

Plasticidade menor ou igual a 6%.

OBS.: Caso o Limite de Liquidez seja superior a 25% e/ou o Índice de Plasticidade

superior a 6%, o material poderá ser empregado em bases (satisfeitas as demais

condições) desde que o Equivalente de Areia seja superior a 30%.

OBS.: Para um número de repetições do eixo padrão, durante o período de projeto,

menor ou igual a 106, podem ser empregados materiais com ISC maior ou igual a 60%, e as

faixas granulométricas E e F da AASHTO.

Os materiais para base granular devem se enquadrar numa das seguintes faixas

granulométricas:

VIII-26

Peneiras Percentagem em Peso Passando

A B C D

2” 100 100 – –

1” – 75 – 90 100 100

3/8” 30 – 65 40 – 75 50 – 85 60 – 100

N.º 4 25 – 55 30 – 60 35 – 65 50 – 85

N.º 10 15 – 40 20 – 45 25 – 50 40 – 70

N.º 40 8 – 20 15 – 30 15 – 30 25 – 45

N.º 200 2 – 8 5 – 15 5 – 15 5 – 20

A fração que passa na peneira N.º 200 deve ser inferior a 2/3 da fração que passa

na peneira N.º 40. A fração graúda deve apresentar um desgaste Los Angeles inferior a 50%.

Pode ser aceito um desgaste maior, desde que haja experiência no uso do material.

Em casos especiais podem ser especificados outros ensaios representativos da

durabilidade da fração graúda.

6.2. Tráfego

O pavimento é dimensionado em função do número equivalente (N) de operações

de um eixo tomado como padrão, com carga de 8,2 tf (18.000 lbs).

Sendo V1 o volume médio diário de tráfego no ano de abertura, num sentido, e

admitindo-se uma taxa “t” de crescimento anual em progressão aritmética, o volume médio

diário de tráfego Vm, num sentido, durante o período “P” de anos do projeto será:

2

100

.12.1

tPV

Vm

O volume total de tráfego, num sentido, durante o período P, será:

mt VPV ..365

Se o tráfego crescer em progressão geométrica, a uma taxa “t%” anual, o volume

total de tráfego durante o período P de projeto será:

100

1100

1..365 1

t

tV

V

P

t

Conhecido Vt, calcula-se N, dado em potências de 10, que é o número equivalente

de operações do eixo simples padrão, de carga 8,2 tf, durante o período de projeto, e o

parâmetro usado no dimensionamento.

VIII-27

FCFEVN t .. (Fator de Veículo: FCFEFV . )

FE é o Fator de Eixos, isto é, um fator que multiplicado pelo número de veículos

dá o número de eixos correspondente.

432

432 .4.3.2

nnn

nnnFE

Onde:

n2 – número de veículos com 2 eixos;

n3 – número de veículos com 3 eixos;

n4 – número de veículos com 4 eixos.

FC é o Fator de Carga, isto é, um fator que multiplicado pelo número de eixos que

operam dá o número de eixos equivalentes ao eixo padrão.

Carga por Eixo Número de Veículos

Fator de Equivalência de

Operação Equivalência de

Operações Eixos Simples

CES1 pS1 FEOS1 pS1 x FEOS1

CES2 pS2 FEOS2 pS2 x FEOS2

CES3 pS3 FEOS3 pS3 x FEOS3

... ... ... ...

CESi pSi FEOSi pSi x FEOSi

Eixos Tandem

CET1 pT1 FEOT1 pT1 x FEOT1

CET2 pT2 FEOT2 pT2 x FEOT2

... ... ... ...

CETj pTj FEOTj pTj x FEOTj

TOTAL Σ A Σ B

Σ A = pS1 + pS2 + ... + pSi + pT1 + ... + pTj

Σ B = pS1 x FEOS1 + pS2 x FEOS2 + ... + pSi x FEOSi + pT1 x FEOT1 + ... + pTj x FEOTj

FC = Σ B / Σ A

No caso do número de veículos ser dado em percentagem, Σ A = 100.

Os Fatores de Equivalência de Operação são obtidos dos ábacos a seguir,

correspondentes a eixos simples e eixos em tandem. Os eixos com carga menor que 5 tf tem

efeito desprezível no pavimento, podendo seu FEO ser considerado nulo.

VIII-28

OBS.: São considerados em tandem dois ou mais eixos que constituem um

conjunto integral de suspensão, podendo qualquer deles ser ou não motriz.

Para o cálculo de V1, FE e FC são necessários dados estatísticos da estrada que

será pavimentada, baseados em contagens de tráfego considerando as diversas categorias de

veículos (automóveis, ônibus, caminhões leves e pesados anotando o número de eixos).

Para o estabelecimento dos volumes futuros de tráfego (forma e taxa de

crescimento ao longo dos anos), é necessário, também, um estudo econômico da região.

Exemplo:

Calcular o número N para uma estrada em que o tráfego apresenta um volume

médio diário inicial, nos dois sentidos, igual a 370 veículos, com a composição abaixo,

crescendo linearmente a uma taxa anual de 4%. Dessa composição, 74% dos veículos têm 2

eixos, 16% têm 3 eixos e 10%, 4 eixos. Admitir um período de projeto de 15 anos.

Carga por Eixo (tf) Número de Veículos

(%) Eixos Simples

< 5 62

5 12

7 8

10 4

12 4

Eixos Tandem

17 4

19 3

21 3

TOTAL 100

VIII-29

Solução:

Crescimento Linear:

2

100

.12.1

tPV

Vm

Volume inicial nos dois sentidos: 370 → em um sentido: 185 veículos

2

100

.12.1

tPV

Vm

veículosVm 80,2362

100

4.1152.185

mt VPV ..365

veículosxxVt 480.296.180,23615365

36,2101674

104163742

xxxFE

Carga por Eixo Número de Veículos

Fator de Equivalência de

Operação Equivalência de

Operações Eixos Simples

< 5 62 - -

5 12 0,1 1,2

7 8 0,5 4,0

10 4 3,5 14,0

12 4 10,0 40,0

Eixos Tandem

17 4 8,0 32,0

19 3 15,0 45,0

21 3 30,0 90,0

TOTAL 100 226,2

26,2100

2,226FC

FCFEVN t ..

6109,673,905.914.626,236,2480.296.1 xNxxN

VIII-30

6.3. Camadas do Pavimento

No item 1 deste Capítulo verificou-se que a estrutura de um pavimento pode ser

constituída por até quatro camadas diferentes: revestimento, base, sub-base e reforço do

subleito. A existência dessas duas últimas está relacionada com a possibilidade de diminuir o

custo do pavimento quando o subleito tem uma resistência relativamente baixa, o que implica

em uma grande espessura daquele.

A definição das camadas do pavimento vai depender, então, da resistência do

material do subleito, medida pelo seu ISC. Quando este ISC for maior do que 20%,

praticamente não haverá necessidade de se prever sub-base, ficando o pavimento apenas com

revestimento e base. Se o ISC do subleito for menor do que 20%, deverá ser prevista sub-base,

e, eventualmente um reforço do subleito, quando seu ISC atingir níveis extremamente baixos.

No caso de ISC do subleito inferior a 2%, é sempre preferível fazer a substituição na espessura

de, pelo menos, um metro, por material com ISC superior a 2%.

Os materiais componentes das camadas do pavimento serão função, em geral, da

disponibilidade na região onde passa a estrada. Na pesquisa das jazidas a serem exploradas

para execução do pavimento, deverá ser verificada, não só a qualidade dos materiais, mas

também a quantidade passível de ser aproveitada. No caso de se utilizarem camadas

granulares, a espessura mínima a adotar é de 15 cm.

Dependendo dos materiais utilizados em cada camada, são definidos coeficientes

de equivalência estrutural, segundo a tabela a seguir:

Componentes do Pavimento Coeficiente K

Base ou revestimento de concreto betuminoso 2,00

Base ou revestimento de pré-misturado a quente, de graduação densa 1,70

Base ou revestimento de pré-misturado a frio, de graduação densa 1,40

Base ou revestimento betuminoso por penetração 1,20

Camadas granulares 1,00

Solo-cimento com resistência a compressão a 7 dias superior a 45 kgf/cm2 1,70

Solo-cimento com resistência a compressão a 7 dias entre 45 kgf/cm2 e 28 kgf/cm

2 1,40

Solo-cimento com resistência a compressão a 7 dias entre 28 kgf/cm2 e 21 kgf/cm

2 1,20

Base de solo-cal 1,20

6.4. Dimensionamento do Pavimento

a) Espessura Mínima do Revestimento

A fixação da espessura mínima a adotar para os revestimentos betuminosos é feita

com o objetivo de proteger a camada de base dos esforços impostos pelo tráfego, bem como

para se evitar a ruptura do próprio revestimento por esforços repetidos de tração na flexão. As

espessuras a seguir recomendadas visam, especialmente, as bases de comportamento

puramente granular e são ditadas pelo que tem se podido observar.

VIII-31

N Espessura Mínima de Revestimento Betuminoso

N < 106 Tratamentos Superficiais Betuminosos

106 < N < 5 x 10

6 Revestimentos Betuminosos com 5 cm de espessura

5 x 106 < N < 10

7 Concreto Betuminoso com 7,5 cm de espessura

107 < N < 5 x 10

7 Concreto Betuminoso com 10,0 cm de espessura

N > 5 x 107

Concreto Betuminoso com 12,5 cm de espessura

b) Inequações Básicas

R.KR + B.KB > H20 (1)

R.KR + B.KB + h20.Ksub > Hn (2)

R.KR + B.KB + h20.Ksub + h.Kref > Hm (3)

A figura acima dá a simbologia utilizada no dimensionamento do pavimento:

Hm designa, de modo geral, a espessura total de pavimento necessária para

proteger um material com CBR = m;

Hn designa, de modo geral, a espessura total de pavimento necessária para

proteger um material com CBR = n;

Mesmo que o CBR da sub-base seja superior a 20%, a espessura de pavimento

necessária para proteger essa camada é determinada como se esse valor fosse

20% e, por essa razão, usam-se sempre os símbolos H20 e h20 para designar a

espessura de pavimento sobre a sub-base e a espessura da própria sub-base,

respectivamente.

Os valores de H20, Hm e Hn são obtidos do ábaco a seguir, que dá a espessura total

de pavimento, necessária para proteger uma camada de um determinado CBR, em função de

N. A espessura fornecida por esse ábaco considera o material do pavimento como tendo K =

1, ou seja, material granular.

VIII-32

Para utilização do ábaco, entra-se com o valor de N nas abscissas, subindo-se

verticalmente até atingir a reta correspondente ao ISC da camada que se quer proteger, e

prosseguindo-se horizontalmente até encontrar o eixo das ordenadas, definindo-se o valor de

H.

Uma vez determinadas as espessuras H20, Hme Hn, dependendo, logicamente, das

camadas que irão constituir o pavimento, e partindo-se da espessura mínima de revestimento

R, já definida anteriormente, as espessuras da base (B), sub-base (h20) e reforço do subleito

(hn) são obtidas pela resolução sucessiva das inequações básicas, já apresentadas.

Obs.: Quando o ISC da sub-base for maior ou igual a 40% e para N < 106, admite-

se substituir na inequação (1) H20 por 0,8.H20. Quando N > 107, recomenda-

se substituir, na inequação (1), H20 por 1,2.H20.

VIII-33

Obs.: Quando o revestimento se tratar de tratamento superficial betuminoso, sua

espessura poderá ser desprezada, ou seja, o valor de R será considerado

zero.

6.5. Pavimento por Etapas

Muitas vezes, quando não se dispõe de dados seguros sobre a composição do

tráfego, é conveniente a pavimentação por etapas, havendo ainda a vantagem de, ao se

completar o pavimento para o período de projeto definitivo, eliminarem-se pequenas

irregularidades que podem ocorrer nos primeiros anos de vida do pavimento.

A pavimentação por etapas é especialmente recomendável quando, para a primeira

etapa, pode-se adotar um tratamento superficial como revestimento, cuja espessura é

perfeitamente desprezível; na segunda etapa a espessura a acrescentar vai ser ditada, muitas

vezes, pela condição da espessura mínima de revestimento betuminoso a adotar.

Exemplo:

Uma estrada apresenta um volume médio diário de tráfego V1 = 150 veículos, com

uma taxa de crescimento anual, em progressão geométrica, t = 6% e um Fator de Veículo FV

= 1,7.

Para um período P = 2 anos, tem-se:

100

1100

1..365 1

t

tV

V

P

t

veículos

xxVt 785.112

06,0

106,011503652

5102735.1917,1785.112. xNxNFVVN t

Para um período P = 15 anos, tem-se:

veículos

xxVt 359.274.1

06,0

106,0115036515

6102,2410.166.27,1359.274.1. xNxNFVVN t

Sendo 2% o ISC do subleito, tem-se, para a primeira etapa (com tratamento

superficial como revestimento), H2 = 87 cm. Para a segunda etapa (em que o revestimento

betuminoso mínimo deve ser, em função de N, de 5 cm), H2 = 102 cm. A diferença é de 102 –

VIII-34

87 cm = 15 cm, e deve ser construído, para a segunda etapa, um revestimento de concreto

asfáltico (KR = 2,0) com 7,5 cm de espessura.

Se o ISC do subleito for igual a 15%, tem-se, para a primeira etapa, H15 = 28 cm e,

para a segunda etapa, H15 = 32 cm. A diferença é de 32 – 28 = 4 cm e, portanto, deverá ser

implantado, para a segunda etapa, um revestimento de concreto betuminoso com 5 cm

(espessura mínima conforme tabela).

Exercícios:

1. Dimensionar o pavimento de uma estrada em que N = 103, sabendo-se que o

subleito apresenta ISC = 3%, e que se dispõe de material granular para reforço do

subleito com ISC = 9%, de material para sub-base com ISC = 20%, e de material para a

base com ISC = 60%.

Solução:

Como N = 103, o revestimento utilizado será um Tratamento Superficial

betuminoso, considerando-se, portanto, R = 0.

Os coeficientes de equivalência estrutural da base, sub-base e reforço do subleito

serão iguais a 1,0 por serem essas camadas constituídas de material granular.

Do ábaco “Espessura do Pavimento x N” obtemos:

N = 103 e ISC = 20% → H20 = 18 cm

N = 103 e ISC = 9% → H9 = 27 cm

N = 103 e ISC = 3% → H3 = 42 cm

Resolvendo-se as inequações básicas, teremos:

R.KR + B.KB > H20

0 + B x 1,0 > 18 → Adotar-se-á B = 18 cm

R.KR + B.KB + h20.Ksub > Hn

0 + 18 x 1,0 + h20 x 1,0 > 27 → h20 > 9 cm

Como a sub-base é granular a espessura mínima, que será a adotada, é h20 = 15 cm.

R.KR + B.KB + h20.Ksub + h.Kref > Hm

0 + 18 x 1,0 + 15 x 1,0 + hn x 1,0 > 42 → hn > 42 – 18 – 15 → hn > 9 cm

Como o reforço do subleito também é granular, adotar-se-á hn = 15 cm.

VIII-35

2. Dimensionar o pavimento para uma estrada em que N = 106, sabendo-se

que o subleito apresenta ISC = 12% e que dispõe-se de material granular para a sub-

base com ISC = 40%, e para a base, com ISC = 80%.

Solução:

Como N = 106, o revestimento será constituído por Tratamento Superficial

betuminoso, cuja espessura R será desprezada.

Os coeficientes de equivalência estrutural da base e da sub-base serão iguais a 1,0

por serem constituídas de material granular.

Do ábaco “Espessura do Pavimento x N” obtemos:

N = 106 e ISC = 20% → H20 = 25 cm

N = 106 e ISC = 12% → H12 = 34 cm

Como N = 106 e ISCSB = 40%, podemos substituir na inequação (1) H20 por

0,8.H20.

Resolvendo-se as inequações básicas, teremos:

R.KR + B.KB > 0,8.H20

0 + B x 1,0 > 0,8 x 25 → B > 20 → Adotar-se-á B = 20 cm

R.KR + B.KB + h20.Ksub > Hn

0 + 20 x 1,0 + h20 x 1,0 > 34 → h20 > 14 cm

Como a sub-base é granular a espessura mínima, que será a adotada, é h20 = 15 cm.

3. Dimensionar o pavimento para uma estrada em que N = 7 x 106, sabendo-

se que o subleito apresenta ISC = 12%, e que se dispõe de material granular para sub-

base com ISC = 20% e para a base, com ISC = 80%.

Solução:

Como N = 7 x 106, o revestimento sra em concreto asfáltico com 7,5 cm de

espessura, sendo seu coeficiente de equivalência estrutural igual a 2,0.

A base e a sub-base, por serem granulares terão K = 1,0.

Do ábaco “Espessura do Pavimento x N” obtemos:

N = 7 x 106 e ISC = 20% → H20 = 27 cm

VIII-36

N = 7 x 106 e ISC = 12% → H12 = 37 cm

Resolvendo-se as inequações básicas, teremos:

R.KR + B.KB > H20

7,5 x 2,0 + B x 1,0 > 27 → B > 12 → Adotar-se-á B = 15 cm

R.KR + B.KB + h20.Ksub > Hn

7,5 x 2,0 + 15 x 1,0 + h20 x 1,0 > 37 → h20 > 7 cm

Como a sub-base é granular a espessura mínima, que será a adotada, é h20 = 15 cm.

4. Dimensionar o pavimento para uma estrada em que N = 6 x 107, sabendo-se

que o subleito apresenta um ISC = 8%, dispondo-se de material granular para sub-base,

com ISC = 40%, e para a base, com ISC = 80%.

Solução:

Como N = 6 x 107, o revestimento será de concreto asfáltico com 12,5 cm de

espessura, sendo seu coeficiente de equivalência estrutural igual a 2,0.

A base e a sub-base, por serem granulares terão K = 1,0.

Do ábaco “Espessura do Pavimento x N” obtemos:

N = 6 x 107 e ISC = 20% → H20 = 30 cm

N = 6 x 107 e ISC = 8% → H8 = 55 cm

Sendo N = 6 x 107, deve-se substituir na inequação (1) H20 por 1,2.H20.

Resolvendo-se as inequações básicas, teremos:

R.KR + B.KB > 1,2.H20

12,5 x 2,0 + B x 1,0 > 1,2 x 30 → B > 36 – 25 → Adotar-se-á B = 15 cm

R.KR + B.KB + h20.Ksub > Hn

12,5 x 2,0 + 15 x 1,0 + h20 x 1,0 > 55 → h20 > 55 – 25 – 15

Adotar-se-á h20 = 15 cm.